鱼眼相机成像模型与畸变校正

鱼眼相机成像模型与畸变校正

鱼眼相机由于其广角特性被广泛应用于计算机视觉和机器视觉领域。然而，鱼眼镜头存在着明显的畸变问题，这会影响图像处理和计算机视觉算法的准确性。在本文中，我们将探讨鱼眼相机成像模型以及如何实现畸变校正的编程方法。

1. 鱼眼相机成像模型
   鱼眼相机成像模型是一种描述鱼眼镜头成像特性的数学模型。常见的鱼眼相机成像模型是等距鱼眼模型（Equidistant Fisheye Model），它基于等距投影的原理，将三维空间的点投影到二维图像平面上。

等距鱼眼模型的数学表达式为：

r = f * θ

其中，r是像素点到图像中心的距离，f是鱼眼镜头的焦距，θ是像素点对应的角度。

2. 畸变校正
   鱼眼相机的畸变分为径向畸变和切向畸变两种。径向畸变是由于镜头形状引起的，使得图像中心和边缘的像素点位置不准确。切向畸变则是由于鱼眼镜头的安装不平行引起的，使得图像中的直线变为曲线。

畸变校正的过程是将畸变的像素点映射到校正后的像素点，从而得到无畸变的图像。校正的方法可以通过预先建立一个畸变模型来实现。在这个模型中，我们需要计算从畸变图像坐标到校正图像坐标的转换关系。

3. 编程实现
   下面是一个使用OpenCV库实现鱼眼相机畸变校正的示例代码：

import cv2
import numpy