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为了充分利用鱼眼相机单镜头半球空间成像的超大视野,同时克服其由于畸变带来的缺点,本文采用鱼眼相机和PTZ(Pan-Tilt-Zoom)相机相结合的主从目标检测模式。鱼眼相机作为系统中的主相机对超大视野范围内进行运动目标检测,PTZ相机具有快速定位和变焦的能力,作为系统中从相机对鱼眼相机中检测出的目标进行指向成像,获得目标的高分辨二次图像,达到了既充分利用鱼眼相机超大视场角的优点,同时也用PTZ相机从硬件上解决鱼眼成像带来的固有缺点,从物理层面解决鱼眼视频监控系统中目标畸变和分辨率低的问题,实现单系统180°的半球视频监控。为了实现主从系统的功能,本文主要进行了以下几个方面的研究。(1)构造了一个由鱼眼相机、PTZ相机以及处理与控制系统三部分组成的硬件系统。鱼眼相机为主相机,对前方半球空间进行实时视频监控;PTZ相机为从相机,通过接收映射后的参数,并指向目标进行二次高分辨率成像;控制系统实现对鱼眼视频中运动目标检测、PTZ参数计算以及PTZ参数映射。(2)开展了基于鱼眼图像直接处理模型的鱼眼图像中运动目标的检测及鱼眼图像空间中目标的P’T’Z’参数计算方法研究,包括鱼眼图像直接预处理算法研究,鱼眼图像中运动目标检测算法研究和鱼眼图像中动态目标的P’T’Z’参数计算方法研究。(3)开展了PTZ参数的空间映射及PTZ图像的获取方法研究,由于鱼眼相机空间和PTZ相机空间处于不同的坐标系中,因此需要对PTZ参数进行参数空间映射,即将鱼眼图像中运动目标的P’T’Z’参数映射到PTZ相机空间,并根据PTZ相机的目标成像情况对鱼眼图像空间的目标P’T’Z’参数计算方法进行反馈调整,使PTZ相机的目标成像达到最佳。鱼眼相机与PTZ相机相结合的主从目标监控系统的实验结果表明,根据鱼眼视频中提供的目标PTZ参数,PTZ相机能稳定跟踪目标并进行快速准确的目标二次高分辨率成像,从而真正实现了单系统180°半球空间的视频监控功能,具有结构简单,目标监控稳定可靠的特点,并且高分辨率的PTZ图像能进行进一步的目标识别和轨迹跟踪研究,具有很好的实际应用价值。