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ISO 17850:桶形畸变与枕形畸变测量

日期:2019-04-03 15:57 人气:
       畸变是指拍摄出来的图像扭曲变形,畸变又可以称为几何失真,几何失真的数码相机主要是由摄像机镜头的像场放大率变化引起的。一般来说,现实中物体之间的比例是不存在扭曲的,拍摄出来的图像可以是一些自然景物,建筑,人物。失真是由一个二维图像对物体的进行了全面的描述,从一个理想的无失真图像点在实际图像扭曲的点位移。图像中心通常被认为是无失真的放大系数;在这个位置实际上定义了焦距。简单来说,不管是那种类型的几何失真,中心位置是正常的。畸变一般有两种畸变情况,一种是枕形畸变,一种是桶形畸变。枕形畸变容易出现在广角摄像头,桶形畸变容易出现在窄角摄像头。
 
点状测试卡
测试几何失真的点状测试卡
 

       不同类型的失真通常是如何放大图像领域内的径向变化。桶形和枕形是最常见的类型的失真,放大倍数分别是单调递减的,单调增加的移动时,沿着从中心到图像领域的边界。其他类型不能被归类到以上两类型通常被称为波形失真。

       ISO 9039定义的方法来衡量一个镜头是从摄像机分离。另一方面,这一国际标准的开发和定义的方法来测量总的图像畸变的摄像机包括一个镜头、信号处理。本标准是基于参考[三]用手机相机图像质量的准备(cpiq)国际影像工业协会组内(I3A)和参考[四]通过相机和影像产品协会(CIPA)制备。
 
      桶形畸变(Barrel Distortion)又称桶形失真,是指光学系统引起的成像画面呈桶形膨胀状的失真现象。桶形畸变在摄影镜头成像尤其是广角镜头成像时较为常见。
 
      枕形畸变(Pincushion Distortion)又称枕形失真,它是指光学系统引起的成像画面向中间“收缩”的现象。枕形畸变在长焦镜头成像时较为常见。
      如果能将图像无限拍摄放大,我们可以看出再好的相机也是无法避免畸变的,只能尽可能的采用最好的材料减少几何失真带来的影响。

下图是 两种主要类型的畸变,还有一种线性畸变

畸变

适用范围

ISO 17850标准规定了一种测量数码相机几何畸变的协议。它适用于包括手机相机在内的数码相机的测量。

术语和定义

1、几何失真

记录图像中从理想物体的形状(位于与图像平面平行的平面上)位移。

注1:几何畸变基本上来自于相机镜头的图像放大过程中横向放大的变化,导致直线呈现为曲线。还有其他因素引起的几何失真,例如,在相机的成像过程中,一个镜头或位置偏移处理旋转不对称性。

2、图像高度

2.1图像高度

图1图像点与图像区域中心或其相对表达式之间的距离,该值是由图像区域对角线的一半归一化的值。

注1:这是ISO 9039定义的扩展,它是光学系统的测量。

2.2实际图像高度

在记录的图像区域中实际记录的图像点的图像高度

注1:“实际记录的图像点”对应于ISO 9039中的“观测图像点”。

注2:“图像高度”在ISO 9039基本上意味着“实际图像高度”,但使用时会混淆。

注3:形容词“实际”使用的意思是相似的,例如“实际点”和“实际位置”。

2.3理想的图像高度

<在记录的图像面积理论对应点DSC >图像高度,假设一个几何失真的图像形成

注1:这是ISO 9039定义的扩展,它是光学系统的测量。

注2:形容词“理想”使用的意思是相似的,例如“理想点”和“理想位置”。

3、图像质量

对图像的整体的优秀的印象,认为观察者既不与摄影的行为也密切参与的主题描述。

注1:从第三方定义图像质量的目的的观察员是消除变异从形象感知特质方面出现的来源和与外部成像系统设计师控制属性。

4、噪音

成像系统响应中不必要的变化

5、分辨率

数字图像采集系统或数字图像采集系统的一个组成部分,用来区分图像细节。

6、电视失真

线变形的IEC 61146-1定义传统电视领域的方法测量(24几何失真)或EBU tech3249 (2.11 图像高度失真)

畸变测试卡
 

几何畸变测试卡YE 0248

棋盘式畸变测试卡

几何畸变测试卡YE 0248 棋盘式畸变测试卡

几何畸变测试卡

网格畸变测试卡

几何畸变测试卡 网格畸变测试卡

畸变测试卡除了上述四种,还有点状测试卡以及十字测试卡,虽然外观不一样,但其使用的原理和方法是一致的。