什么是鏡頭畸變?如何進行測量?

談到鏡頭「畸變」相信大家并不陌生,那么你學會了如何區(qū)分不同的畸變形式,如何分析圖像畸變,以及讀懂分析圖表內(nèi)的信息?接下來跟著小編一起來學習吧?
Q&A 什么是畸變?
畸變,也稱為失真,它是一種可以把直線變成曲線的像差,廣角鏡頭、變焦鏡頭,遠距鏡頭容易造成嚴重的畸變。在圖像的邊緣切線尤其明顯,但對于沿半徑的放射線是看不到畸變的。由于光學透鏡的固有特性,對拍攝的圖片造成失真現(xiàn)象(畸變),這對成像質(zhì)量是不利的。

另外對于建筑攝影和攝影測量(需要從圖片中測量出結(jié)果)來說,這可能會造成很大的麻煩,因為攝像的目的是需要真實,而不是夸張。廣角鏡頭、變焦鏡頭,遠距鏡頭容易造成嚴重的畸變,尤其是在圖像的邊緣切線反映尤為明顯,但對于沿半徑的放射線是看不到畸變的。
畸變有倆種基本形式:桶形畸變(Barrel)和?枕形畸變(Pincushion)

除此之外,復雜透鏡還可能會出現(xiàn)「胡須」或「波浪」混合變形,「胡須」即桶形靠近中心,尖狀靠近邊緣(如下圖)

下表給大家介紹軟件內(nèi)可用于分析畸變的模塊

TV 畸變和視場(FOV)
?根據(jù)畸變模型方程(以及預畸變圖表的畸變參數(shù))計算SMIA*TV 畸變。
[*SMIA是諾基亞和STMicroelectronics于2004年創(chuàng)立的現(xiàn)已失效的“移動成像架構(gòu)標準”。]
SMIA規(guī)范第5.20節(jié)中的TV 畸變。參考下邊的圖片:?SMIA TV畸變= 100(A-B)/ B;A =(A1?+ A2)/ 2

在實際測試中,應盡可能的使測試目標充滿取景器,這樣就可以獲得盡可能大視場的畸變程度。在分析結(jié)果中:SMIA TV畸變>0為枕形畸變;<0為桶形畸變。
視場(FOV)
FOV是一個成像系統(tǒng)在一定位置上拍攝時的可見視場范圍。在FOV以外的空間是相機不可見的,通常用角度來表示。
· FOV通常分為垂直視角,水平視角和對角線視角表示。
通過將畸變模型方程應用于圖像的頂部、側(cè)面和對角線(始終r=1),計算SFRPlus、Checkerboard 和eSFR ISO。為了以距離單位(cm)計算FOV,必須將圖表幾何距離輸入Rescharts More Settings(重新掃描更多設置)窗口。

分析結(jié)果圖像的信息讀取
在大多數(shù)計算畸變的模塊中都可以使用圖像顯示。下面是一個示例,顯示更正后圖像的箭頭和線條,僅適用于棋盤。(可以在“更多設置”窗口中打開或關(guān)閉箭頭和線條。)

從上圖分析結(jié)果圖,我們可以從中獲取大量信息:
① 尺寸和信息(可用于MTF計算)像素;
② 畸變系數(shù)(此處為9階劃分模型);
③ SMIA TV畸變:-12.8%;
④ 畸變中心偏移(像素):-1.113,-26.36;
⑤ 收斂角(透視畸變):H=4.43°,V=17.1°;
⑥ FOV(對角線、水平和垂直;角度和距離)161.3,147.1°,147.1°;
本文闡述了「畸變」這一相機成像質(zhì)量的關(guān)鍵性參數(shù),以及它的原理、影響因素及測試方法。對初學者是非常好的入門教材,對專業(yè)人士理清思路也很有幫助喲!