20、图像采集与立体成像技术全解析

图像采集与立体成像技术全解析

1. 虚拟像平面

在实际应用场景中，场景与光学中心的距离通常远大于焦距。基于此，为了简化相关表达，将像平面和场景置于光学中心的同一侧是合理的做法。具体而言，会在实际像平面关于光学中心的对称位置设置一个虚拟像平面。该平面上的二维图像坐标同样满足投影模型。

2. 曝光相关概念

2.1 亮度

• 亮度指的是从场景表面进入人眼的可见光量，也可理解为从场景中某一位置测量到的光强度。从本质上讲，它是由于反射、透射和/或发射，表面上某一点在给定方向上发出的可见光量。其测量方式是通过投影在垂直于传播方向的平面上的单位立体角以及单位面积表面辐射的光通量来确定。亮度的标准单位是坎德拉每平方米（cd/m²），也可用lm/(sr • m²)表示，在美国还被称为尼特（1尼特 = 1 cd/m²）。
• 亮度也是描述颜色源的三个基本量之一，它衡量的是观察者从光源接收到的信息量，单位为流明（lm），并且与光源的辐射功率相关，同时会受到光谱灵敏度函数（人眼视觉系统的特性）的加权影响。

2.2 光度校准

光度校准是确定输入辐射到像素值映射的技术或功能。在这个过程中，有三个因素会影响成像亮度：
- 辐射响应函数：它将到达镜头的光子数量映射到存储在图像文件中的数字值。
- 渐晕现象：图像边缘附近的像素值会变暗，大光圈情况下这种现象更为明显。
- 点扩散函数：它表征了由镜头、抗锯齿滤波器和有限传感器面积引起的模糊。

2.3 光度去校准

光度去校准的目的是校正图像中的亮度，使得相同大小（且具有相同方向）的