科技賦能冬奧運動，遠瞻電子帶你了解“獵豹”攝像頭
發布時間：2022-02-18 瀏覽量：1968
中央廣播電視總臺歷時5年，終于研發出一款名為“獵豹”的“超高速4K軌道攝像機系統”，獵豹”攝像機。該系統由陀螺儀軌道車和360米長的U型軌道組成，設計技術標準是25米/秒，約等于90公里/小時，在比賽中可以實時跟蹤運動員的位置，還可根據轉播需求，實現加速、減速、超越等動作，靈活捕捉比賽畫面。
4K，超高清
目前階段，4K攝像頭屬于比較前沿的高清攝像頭的，畢竟8K的數字視頻，目前還處于實驗室階段。8K意味著分辨率為7680*4320，這種視頻格式，其每幀圖像的分辨率為3300萬像素，想象一下，播放這個視頻，對GPU的加速解碼能力是多大的考驗，因此還需要配套的顯卡等設備能夠跟上發展。超高速4K軌道攝像機系統是中央廣播電視總臺歷時5年研發出來的一款特種攝像設備，專門用于冬奧會速度滑冰賽事的轉播工作。2021年3月，在“相約北京”測試賽上，“獵豹”首次亮相就驚艷無比，它具有4K高清捕捉能力，讓運動員的一舉一動均逃不出“獵豹”的眼睛。它緊跟著400米跑道上風馳電掣般飛奔的運動員們，因此傳來的電視直播畫面也極具視覺沖擊力，運動員比賽過程中竭盡全力的夸張姿態與沖線瞬間的興奮表情一覽無余，無一遺漏。
“超高速4k軌道攝像機系統”設計技術標準是更高的25米/秒，約等于90公里/小時，不僅能實時跟蹤運動員的位置，還可以根據轉播需求，實現加速、減速、超越等動作，靈活捕捉比賽畫面。
高清攝像機，出色的機器視覺
針對“獵豹”這樣一個系統，被一部分人稱為高速攝像機器人，其實無論是機器人還是設備系統，只要涉及視覺問題，都會對攝像頭提出要求。
我國在機器視覺領域起步較晚，但是近幾年，政策傾斜、資本涌入、應用增多，讓整個機器視覺行業發展極快。相比單一的高清攝像頭，機器視覺還同時涉及光學、機械、電子、計算機軟硬件等方面的技術，也涉及到計算機、圖像處理、模式識別、人工智能、信號處理、光機電一體化等多個領域，可以說，機器視覺是一個綜合性的技術，但機器識別技術的提高，必然也離不開精度的提升。
機器視覺的分辨率，一般可分為 256個灰度級，采集系統具有 10bit、12bit、16bit 等不同的灰度級，相比較人類視覺的 64個灰度級有更大的優勢。
高速發展階段(2008-至今)：經歷近十年的發展，中國機器視覺進入了高速發展階段。隨著應用需要，目前，在機器視覺領域出現了許多分辨率 4Kx4K 的面陣攝像機和 12K 的線陣攝像機，通過光學鏡頭，可以觀測微米級的物件，也可以觀察天體一般的目標。
機器視覺的革命
機器視覺系統包括光源照明、鏡頭、圖像處理和視覺處理組件等。其中，照明負責照亮要檢測的零件，使其特征突出，可以讓相機清晰地看到。鏡頭采集圖像后，將以光的形式將其傳送給傳感器。機器視覺相機將此光轉換為數字圖像，然后發送至處理器進行分析。接下來，視覺處理包括檢查圖像和提取所需信息的算法，運行必要的檢查并做出決定。最后，通過離散 I/O 信號或串行連接，將數據發送到設備完成通信。
就鏡頭來說，它是機器視覺圖像采集的重要成像部件。分辨率、對比度、景深和像差等指標對成像質量有重要影響。早在2019 年，全球工業鏡頭市場達到 33 億元，受制于技術積累和迭代，國內市場被施耐德、富士等國外領頭企業占領。但隨著精密機械設計、幾何光學、薄膜光學、色度學、熱力學等技術不斷進步，制造過程和工藝不斷優化，中國機器視覺也將再進一步。本次冬奧會上的全自研的攝像系統，也證明著機器視覺領域正快速發展。
就機器視覺行業的產業鏈來說，上游硬件部分包括光源、鏡頭、工業相機、圖像處理器、圖像采集卡；軟件部分包括圖像處理軟件和底層算法。中游是設備制造商與系統集成商；機器視覺下游應用包括半導體、汽車、包裝、醫藥、工業機器人等行業。上游軟硬件共總成本的 80%，分別占比為 45%、35%，因此，如此高的成本占比，意味著國產的攝像頭技術提升，對提高我國機器視覺的競爭力和市場占有率來說，有著重要作用。
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