径向畸变

“径向畸变”就是矢量端点沿长度方向发生的变化dr,也就是矢径的变化。图像径向畸变是图像像素点以畸变中心为中心点,沿着径向产生的位置偏差,从而导致图像中所成的像发生形变。

径向畸变简介

图像径向畸变是图像像素点以畸变中心为中心点,沿着径向产生的位置偏差,从而导致图像中所成的像发生形变。图像径向畸变是成像过程中最主要的畸变,同时也是对成像效果影响最大的畸变。图像的径向畸变的存在不仅影响了图像视觉效果,而且增加了后续识别、跟踪等图像处理算法的难度。

平面上任何一点P，可以用直角坐标(x,y)表示， 也可以用极坐标P(γ,θ)表示，或简写为（r,t）, 极坐标表示也就是矢量表示，其中r是矢量长度，t是矢量的水平夹角， 相机成像后其图像也可以用上述2种坐标来表示：P'(x',y'),P'(r',t'). 而相机成像后其图像所产生的畸变也可以用上述2种坐标来表示： 用直角坐标法表示：dx = x'- x, dy = y'- y 用矢量表示法表示：dr = r'- r, dt = t'- t “径向畸变”就是矢量端点沿长度方向发生的变化dr,也就是矢径的变化, “切向畸变”就是矢量端点沿切线方向发生的变化,也就是角度的变化dt。

径向畸变背景

随着道路监控摄像机和车载摄像机在日常生活中的广泛应用,人们对摄像机能够监控到的范围提出了新的更高的要求,因此广角镜头也必将越来越多出现在实际的应用当中。然而,广角镜头获取到的图像会产生明显的径向畸变,不符合人们的视觉习惯,并且畸变会对依赖图像相关信息进行的空间定位、目标跟踪等的算法产生十分严重的影响,可能会导致其结果存在非常严重的错误。在计算机视觉领域的其他方向,图像的畸变也会对其后续的图像处理算法产生难忽视的影响。

径向畸变分类

在图像的各种形式的畸变中,图像径向畸变占据着主导地位,图像的径向畸变包括两种:桶形畸变和枕形畸变。通常情况下,成像过程中短焦距镜头产生桶形畸变,长焦距镜头产生枕形畸变。另外种畸变是切向畸变,但是在实际的相机中几乎不会引入明显的切向畸变。

径向畸变畸变矫正

就是对相机获取到的产生畸变的图像进行一系列的图像处理,去除图像中存在的畸变。

通常的做法是:利用适当的参数模型来模拟图像畸变,通过一些方法计算出模型的参数,然后利用模型来去除相机成像过程中产生的畸变。对图像进行畸变矫正目的是便于计算机视觉领域相关的后续处理,例如空间定位、目标检测和跟踪等算法。图像畸变矫正技术在视频监控、虚拟现实、机器人导航、军事瞄准、电视、医学图像分析等许多计算机视觉相关领域都有极其广泛的应用需求。