hiệu chỉnh máy ảnh MATLAB hộp công cụ

Question

Tôi phải thực hiện chiếu lại các điểm 3D của mình (Tôi đã có dữ liệu từ Bundler).

Tôi đang sử dụng hộp công cụ Hiệu chỉnh máy ảnh trong MATLAB để nhận thông số máy ảnh nội tại. Tôi nhận được đầu ra như thế này từ 27 hình ảnh (bàn cờ, hình ảnh được chụp từ các góc khác nhau).

Calibration results after optimization (with uncertainties): 

Focal Length:  fc = [ 2104.11696 2101.75357 ] ± [ 23.13283 22.92478 ] 
Principal point: cc = [ 969.15779 771.30555 ] ± [ 21.98972 15.25166 ] 
Skew:  alpha_c = [ 0.00000 ] ± [ 0.00000 ] 
Distortion:  kc = [ 0.11555 -0.55754 -0.00100 -0.00275 0.00000 ] ± 
         [ >0.05036 0.59076 0.00307 0.00440 0.00000 ] 
Pixel error:  err = [ 0.71656 0.63306 ] 

Lưu ý: Các lỗi số khoảng ba lần so với độ lệch chuẩn (để tham khảo).

Tôi tự hỏi về lỗi số tức là độ dài tiêu cự lỗi + - [23.13283 22.92478], lỗi điểm chính vv Các số lỗi thực sự đại diện và tác động của chúng là gì ??

Lỗi pixel thực sự ít hơn.

Cho đến nay tôi sử dụng ma trận sau đây từ số liệu trên cho tôi tái chiếu:

K=[ 2104.11696 0 969.15779; 0 2101.75357 771.30555;0 0 1]

Ma trận trên "K" có vẻ đúng với tôi. Nếu tôi đang làm sai điều gì đó ...

Sẽ đợi bạn trả lời.

Answer 1

Có hai loại lỗi ở đây.

Một là lỗi tái phát. Sau khi bạn hiệu chỉnh máy ảnh, bạn sử dụng các thông số máy ảnh kết quả để chiếu các điểm bàn cờ trong các tọa độ của thế giới vào hình ảnh. Sau đó, các erro reprojection là khoảng cách giữa những điểm dự kiến ​​và phát hiện các điểm checkerboard. Giá trị chấp nhận được đối với các lỗi tái phát phụ thuộc vào ứng dụng của bạn, nhưng nguyên tắc chung là lỗi tái phát trung bình phải nhỏ hơn 0,5 pixel.

Loại lỗi khác là những khoảng thời gian +/- bạn nhận được cho mỗi thông số ước tính. Chúng dựa trên số standard errors do thuật toán tối ưu hóa.Các giá trị mà Hộp công cụ hiệu chuẩn máy ảnh của Bouguet cho bạn thực sự gấp 3 lần lỗi chuẩn, tương ứng với khoảng tin cậy 99,73%. Nói cách khác, nếu hộp công cụ Hiệu chuẩn Máy ảnh báo cáo lỗi độ dài tiêu cự là + - [23.13283 22.92478], thì độ dài tiêu cự thực tế nằm trong khoảng thời gian ước tính của bạn với xác suất 99,73%.

Lỗi tái phát sẽ cho phép bạn đo lường chính xác độ chính xác của hiệu chuẩn. Các lỗi tiêu chuẩn - hãy gọi cho chúng là lỗi ước tính - rất hữu ích cho việc phân tích kỹ hơn các kết quả của bạn. Ví dụ: bạn nên thử loại trừ các hình ảnh hiệu chuẩn có lỗi tái phát trung bình cao. Mặt khác, nếu lỗi ước tính của bạn cao, bạn có thể thử thêm nhiều hình ảnh hiệu chuẩn hơn.

Nhân tiện, Hộp công cụ Hệ thống Tầm nhìn Máy tính hiện bao gồm GUI Camera Calibrator app giúp việc hiệu chỉnh máy ảnh dễ dàng hơn nhiều. Ngoài ra còn có một lời giải thích tốt về các lỗi tái phát trong tài liệu.

Answer 2

Hộp công cụ hiệu chỉnh máy ảnh trích xuất các điểm lưới từ hình ảnh của bảng kiểm tra và sử dụng nó để tìm các tham số hiệu chuẩn.

Lỗi pixel là lỗi chiếu lại trung bình cho các điểm lưới được trích xuất, nghĩa là vị trí pixel thực tế và điểm ảnh bằng cách sử dụng ma trận K được tính. Vì vậy, những con số này chủ yếu là trong 1 (1 lỗi pixel) mặc dù con số của bạn là khá. Lỗi trong tiêu cự là phương sai của độ dài tiêu cự được tính toán.

Bạn chỉ cần 3 hoặc 4 hình ảnh để tìm hiệu chỉnh máy ảnh (tôi quên số thực). Nếu bạn cung cấp nhiều hình ảnh, nó sẽ tính toán K cho tất cả sự kết hợp của 3-4 hình ảnh và tính toán K. Các lỗi là phương sai của tất cả các tính toán K.

Số của bạn khá cao (phải trong vòng 3) -4 pixel so với 22-23 pixel của bạn). Lý do là hình ảnh xấu cho hiệu chuẩn và ước tính ban đầu sai của các điểm lưới (điều này bạn làm bằng tay bằng cách chọn 4 góc trong hình ảnh). Cũng thường f_x và f_y là giống nhau trong các máy ảnh hiện đại và bạn nên dùng trung bình của cả hai (f_x + f_y)/2.

Về điểm nguyên tắc của bạn, có vẻ như độ phân giải máy ảnh của bạn ở độ phân giải 1920 x 1600 và bạn nên sử dụng [980 800] thay vì được cung cấp bởi hộp công cụ. Thông thường ccd được đặt cẩn thận ngay bây giờ-ngày và bạn có điểm chính xác của bạn tại trung tâm.