前面的章节讲的都是图像到图像之间的映射和变换。为了处理三维图像和平面图像之间的映射,我们需要在映射中加入部分照相机产生图像过程的投影特性。这一章就是关于确定照相机的参数求解等。
针孔相机模型
图像点 p 是由图像平面与连接三维点 P和照相机中心 C 的直线相交而成的。z轴表示该照相机的光学坐标轴,由此可以得出针孔照相机的投影性质。照相机的光学坐标轴和 z 轴一致,该投影几何可以简化成相似三角形。在针孔照相机中,三维点 P 投影为图像点 p 两个点都是用齐次坐标表示的),如下所示:
照相机矩阵
其中的照相机矩阵可以进一步分解成:
内标定矩阵 K 描述照相机的投影性质,也就是内参矩阵,该矩阵仅与照相机自身情况相关,通常是以如下方式表示:
图像平面和照相机中心间的距离为焦距 f。当像素数组在传感器上偏斜的时候,需要用到倾斜参数 s。在大多数情况下,s 可以设置成 0。纵横比例参数 α 是在像素元素非正方形的情况下使用的,比如说畸变现象:径向畸变、桶状畸变、枕形畸变等。通常情况下, α默认设置为1。除焦距之外,标定矩阵中剩余的唯一参数为光心(有时称主点)的坐标 [Cx,Cy]也就是光线坐标轴和图像平面的交点。在这个例子中,唯一未知的变量是焦距 f。
另外还