技術(shù)大講堂：最有效的鏡頭畸變校正“大法”

鏡頭畸變的產(chǎn)生是由于透鏡特性（凸透鏡匯聚光線(xiàn)、凹透鏡發(fā)散光線(xiàn)）在成像過(guò)程中對真實(shí)鏡像的一種透視失真，在鏡頭的制造過(guò)程中，如果想要消除鏡頭畸變，需要從鏡頭的光學(xué)設計入手，選取高質(zhì)量的光學(xué)玻璃來(lái)制造鏡片，然而，這些手段并不能完全消除畸變，攝像機標定技術(shù)應運而生。

攝像機標定是通過(guò)建立攝像機成像的幾何模型，確定空間物體表面的三維幾何位置與其對應的圖像中的點(diǎn)之間的關(guān)系，最終得到相機參數。攝像機標定方法分為傳統攝像機標定、主動(dòng)視覺(jué)攝像機標定和攝像機自標定三種方法。結合實(shí)際應用精度要求及操作復雜度等，目前最常用的畸變校正算法為模板法，其原理是：利用一個(gè)事先做好的模板（通常為黑白棋盤(pán)格），然后對模板進(jìn)行拍攝，通過(guò)對拍攝前后提取的對應的特征點(diǎn)，根據事先建立的成像模型，通過(guò)數學(xué)方法對參數進(jìn)行求解，再將求得的參數恢復沒(méi)有畸變的源圖像。

算法基本流程
鏡頭標定：出廠(chǎng)前，通過(guò)自己編寫(xiě)的軟件對每一個(gè)鏡頭進(jìn)行標定，確定每個(gè)鏡頭的畸變參數。

校正：確定每個(gè)鏡頭的畸變系數，每次拍攝時(shí)通過(guò)硬件把圖像或幀校正后再輸出

畸變方程
根據小孔成像原理，建立成像方程：

其中[R t]是成像過(guò)程中的旋轉和平移的外參，A就是需要標定的相機畸變內參。

?校正方程：

鏡頭標定
?通過(guò)拍攝的若干張照片建立方程組，求參數最優(yōu)解

校正—坐標映射
?標定過(guò)程就是通過(guò)鏡頭標定求得參數得到坐標間的映射關(guān)系。

校正—插值