計算機視覺-相機內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)
點擊上方“小白學(xué)視覺”，選擇加"星標(biāo)"或“置頂”
重磅干貨，第一時間送達(dá)
本文轉(zhuǎn)自|新機器視覺
相機內(nèi)參數(shù)是與相機自身特性相關(guān)的參數(shù)，比如相機的焦距、像素大小等；
相機外參數(shù)是在世界坐標(biāo)系中的參數(shù)，比如相機的位置、旋轉(zhuǎn)方向等。
相機標(biāo)定（或攝像機標(biāo)定）：
一句話就是世界坐標(biāo)到像素坐標(biāo)的映射，當(dāng)然這個世界坐標(biāo)是我們?nèi)藶槿ザx的，標(biāo)定就是已知標(biāo)定控制點的世界坐標(biāo)和像素坐標(biāo)我們?nèi)ソ馑氵@個映射關(guān)系，一旦這個關(guān)系解算出來了我們就可以由點的像素坐標(biāo)去反推它的世界坐標(biāo)，當(dāng)然有了這個世界坐標(biāo)，我們就可以進(jìn)行測量等其他后續(xù)操作了～上述標(biāo)定又被稱作隱參數(shù)標(biāo)定，因為它沒有單獨求出相機的內(nèi)部參數(shù)，如相機焦慮，相機畸變系數(shù)等～一般來說如果你僅僅只是利用相機標(biāo)定來進(jìn)行一些比較簡單的視覺測量的話，那么就沒有必要單獨標(biāo)定出相機的內(nèi)部參數(shù)了～至于相機內(nèi)部參數(shù)如何解算，相關(guān)論文講的很多～
在圖像測量過程以及機器視覺應(yīng)用中，為確定空間物體表面某點的三維幾何位置與其在圖像中對應(yīng)點之間的相互關(guān)系，必須建立相機成像的幾何模型，這些幾何模型參數(shù)就是相機參數(shù)。在大多數(shù)條件下這些參數(shù)必須通過實驗與計算才能得到，這個求解參數(shù)的過程就稱之為相機標(biāo)定（或攝像機標(biāo)定）
相機標(biāo)定的目的是確定相機的一些參數(shù)的值。通常，這些參數(shù)可以建立定標(biāo)板確定的三維坐標(biāo)系和相機圖像坐標(biāo)系的映射關(guān)系，換句話說，你可以用這些參數(shù)把一個三維空間中的點映射到圖像空間，或者反過來。
相機需要標(biāo)定的參數(shù)通常分為內(nèi)參和外參兩部分。外參確定了相機在某個三維空間中的位置和朝向，至于內(nèi)參，可以說是相機內(nèi)部的參數(shù)（這好像是廢話...笑），我覺得需要引入一點光學(xué)的東西來更好地解釋一下?，F(xiàn)有的相機都至少包含一個光學(xué)鏡頭和一個光電傳感器（CCD或CMOS）。
通過鏡頭，一個三維空間中的物體經(jīng)常會被映射成一個倒立縮小的像（當(dāng)然顯微鏡是放大的，不過常用的相機都是縮小的），被傳感器感知到。
理想情況下，鏡頭的光軸（就是通過鏡頭中心垂直于傳感器平面的直線）應(yīng)該是穿過圖像的正中間的，但是，實際由于安裝精度的問題，總是存在誤差，這種誤差需要用內(nèi)參來描述；
理想情況下，相機對x方向和y方向的尺寸的縮小比例是一樣的，但實際上，鏡頭如果不是完美的圓，傳感器上的像素如果不是完美的緊密排列的正方形，都可能會導(dǎo)致這兩個方向的縮小比例不一致。內(nèi)參中包含兩個參數(shù)可以描述這兩個方向的縮放比例，不僅可以將用像素數(shù)量來衡量的長度轉(zhuǎn)換成三維空間中的用其它單位（比如米）來衡量的長度，也可以表示在x和y方向的尺度變換的不一致性；
理想情況下，鏡頭會將一個三維空間中的直線也映射成直線（即射影變換），但實際上，鏡頭無法這么完美，通過鏡頭映射之后，直線會變彎，所以需要相機的畸變參數(shù)來描述這種變形效果。
1.外參數(shù)矩陣。告訴你現(xiàn)實世界點(世界坐標(biāo))是怎樣經(jīng)過旋轉(zhuǎn)和平移，然后落到另一個現(xiàn)實世界點(攝像機坐標(biāo))上。
2.內(nèi)參數(shù)矩陣。告訴你上述那個點在1的基礎(chǔ)上，是如何繼續(xù)經(jīng)過攝像機的鏡頭、并通過針孔成像和電子轉(zhuǎn)化而成為像素點的。
3.畸變矩陣。告訴你為什么上面那個像素點并沒有落在理論計算該落在的位置上，還tm產(chǎn)生了一定的偏移和變形?。?！
交流群
歡迎加入公眾號讀者群一起和同行交流，目前有SLAM、三維視覺、傳感器、自動駕駛、計算攝影、檢測、分割、識別、醫(yī)學(xué)影像、GAN、算法競賽等微信群（以后會逐漸細(xì)分），請掃描下面微信號加群，備注：”昵稱+學(xué)校/公司+研究方向“，例如：”張三 + 上海交大 + 視覺SLAM“。請按照格式備注，否則不予通過。添加成功后會根據(jù)研究方向邀請進(jìn)入相關(guān)微信群。請勿在群內(nèi)發(fā)送廣告，否則會請出群，謝謝理解~