कैमरा मॉडल और अंशांकन

कैमरा मॉडल यह वर्णन करते हैं कि 3D दुनिया में बिंदु एक छवि पर कैसे प्रक्षेपित होते हैं, और अंशांकन एक वास्तविक कैमरे के लिए उस प्रक्षेपण के मापदंडों का अनुमान लगाता है।

Definition

एक कैमरा मॉडल 3D दृश्य बिंदुओं से 2D छवि बिंदुओं तक एक गणितीय मानचित्रण है, और अंशांकन एक विशिष्ट कैमरे के लिए मॉडल के आंतरिक और बाहरी मापदंडों का अनुमान है।

Scope

यह विषय पिनहोल कैमरा मॉडल और उसके प्रक्षेपण मैट्रिक्स, फोकल लंबाई और प्रमुख बिंदु जैसे आंतरिक मापदंडों, कैमरे की स्थिति (pose) देने वाले बाहरी मापदंडों, रेडियल और स्पर्शरेखीय लेंस विरूपण के मॉडल, और ज्ञात लक्ष्यों की छवियों से इन्हें पुनर्प्राप्त करने वाली अंशांकन प्रक्रियाओं को शामिल करता है।

Core questions

• एक कैमरा 3D बिंदु को छवि तल पर कैसे प्रक्षेपित करता है?
• एक कैमरे को कौन से आंतरिक मापदंडों द्वारा चित्रित किया जाता है?
• लेंस विरूपण को कैसे मॉडल और ठीक किया जाता है?
• व्यवहार में इन मापदंडों का अनुमान कैसे लगाया जाता है?

Key concepts

• पिनहोल कैमरा मॉडल
• प्रक्षेपण मैट्रिक्स
• आंतरिक मापदंड
• बाहरी मापदंड
• लेंस विरूपण
• अंशांकन लक्ष्य

Key theories

पिनहोल प्रक्षेपण मॉडल

एक आदर्श कैमरा 3D बिंदुओं को एक केंद्र के माध्यम से एक छवि तल पर प्रक्षेपित करता है, जिसे सजातीय निर्देशांक (homogeneous coordinates) में एक 3-बाय-4 प्रक्षेपण मैट्रिक्स के रूप में व्यक्त किया जाता है जो आंतरिक और बाहरी भागों में विभाजित होता है, जो ज्यामितीय कंप्यूटर विजन का आधार है।

प्लेन-आधारित अंशांकन

एक समतल पैटर्न के कई दृश्यों को कैप्चर करने से आंतरिक और बाहरी मापदंडों और विरूपण को बंद-रूप आरंभीकरण (closed-form initialization) के बाद गैर-रेखीय शोधन (nonlinear refinement) द्वारा पुनर्प्राप्त किया जा सकता है, जो एक लचीली और व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली अंशांकन तकनीक है।

Clinical relevance

कैमरा अंशांकन सटीक 3D पुनर्निर्माण, रोबोट और वाहन नेविगेशन, संवर्धित वास्तविकता (augmented reality), फोटोग्रामेट्री, और छवियों से किसी भी मीट्रिक माप के लिए एक पूर्व शर्त है।

History

फोटोग्रामेट्रिक अंशांकन विधियाँ कंप्यूटर विजन से पहले की हैं; हार्टले और ज़िसरमैन ने 1990 के दशक में प्रोजेक्टिव कैमरे को व्यवस्थित किया, और झांग की 2000 की प्लेन-आधारित विधि ने अंशांकन को सरल और सुलभ बना दिया, जो एक वास्तविक मानक बन गया।

Key figures

• Richard Hartley
• Andrew Zisserman
• Zhengyou Zhang

Seminal works

• hartley2004
• zhang2000

Frequently asked questions

कैमरे को कैलिब्रेट करने का क्या मतलब है?

इसका मतलब यह मापना है कि कैमरा 3D दुनिया को पिक्सेल में कैसे मैप करता है, जिसमें इसकी फोकल लंबाई, छवि केंद्र और लेंस विरूपण शामिल है, ताकि छवि मापों को वास्तविक दुनिया की ज्यामिति से संबंधित किया जा सके।

लेंस विरूपण को ठीक करने की आवश्यकता क्यों है?

वास्तविक लेंस सीधी रेखाओं को मोड़ते हैं, खासकर छवि किनारों के पास; इस विरूपण को मॉडल करना और हटाना पिनहोल मॉडल द्वारा मानी गई सीधी-रेखा ज्यामिति को पुनर्स्थापित करता है, जो सटीक पुनर्निर्माण के लिए आवश्यक है।