Kamera Modelleri ve Kalibrasyonu
Kamera modelleri, 3 boyutlu dünyadaki noktaların bir görüntü üzerine nasıl yansıdığını tanımlar ve kalibrasyon, gerçek bir kamera için bu yansıtmanın parametrelerini tahmin eder.
Tanım
Kamera modeli, 3 boyutlu sahne noktalarından 2 boyutlu görüntü noktalarına matematiksel bir eşlemedir ve kalibrasyon, belirli bir kamera için modelin içsel ve dışsal parametrelerinin tahmin edilmesidir.
Kapsam
Bu konu, iğne deliği kamera modelini ve yansıtma matrisini, odak uzaklığı ve ana nokta gibi içsel (intrinsic) parametreleri, kameranın pozunu veren dışsal (extrinsic) parametreleri, radyal ve teğetsel mercek bozulması (lens distortion) modellerini ve bilinen hedeflerin görüntülerinden bunları geri kazanan kalibrasyon prosedürlerini kapsamaktadır.
Temel sorular
- Bir kamera, 3 boyutlu bir noktayı görüntü düzlemine nasıl yansıtır?
- Bir kamerayı hangi içsel parametreler karakterize eder?
- Mercek bozulması nasıl modellenir ve düzeltilir?
- Bu parametreler pratikte nasıl tahmin edilir?
Anahtar kavramlar
- İğne deliği kamera modeli
- Yansıtma matrisi
- İçsel parametreler
- Dışsal parametreler
- Mercek bozulması
- Kalibrasyon hedefleri
Temel kuramlar
- İğne deliği yansıtma modeli
- İdeal bir kamera, 3 boyutlu noktaları bir merkez aracılığıyla bir görüntü düzlemine yansıtır; bu, homojen koordinatlarda içsel ve dışsal kısımlara ayrılan 3'e 4'lük bir yansıtma matrisi olarak ifade edilir ve geometrik bilgisayar görüşünün temelini oluşturur.
- Düzlem tabanlı kalibrasyon
- Düzlemsel bir desenin birden fazla görünümünü yakalamak, içsel ve dışsal parametrelerin ve bozulmanın kapalı formda başlatma ve ardından doğrusal olmayan iyileştirme ile geri kazanılmasını sağlar; bu, esnek ve yaygın olarak kullanılan bir kalibrasyon tekniğidir.
Klinik önem
Kamera kalibrasyonu, doğru 3 boyutlu yeniden yapılandırma, robot ve araç navigasyonu, artırılmış gerçeklik, fotogrametri ve görüntülerden yapılan her türlü metrik ölçüm için bir ön koşuldur.
Tarihçe
Fotogrametrik kalibrasyon yöntemleri bilgisayar görüşünden (computer vision) önceye dayanmaktadır; Hartley ve Zisserman 1990'larda izdüşümsel kamerayı sistemleştirdi ve Zhang'ın 2000 yılındaki düzlem tabanlı yöntemi kalibrasyonu basit ve erişilebilir hale getirerek fiili bir standart haline geldi.
Öne çıkan isimler
- Richard Hartley
- Andrew Zisserman
- Zhengyou Zhang
İlgili konular
Temel eserler
- hartley2004
- zhang2000
Sıkça sorulan sorular
- Bir kamerayı kalibre etmek ne anlama gelir?
- Bu, kameranın 3 boyutlu dünyayı piksellere nasıl eşlediğini, odak uzaklığını, görüntü merkezini ve mercek bozulmasını ölçmek anlamına gelir; böylece görüntü ölçümleri gerçek dünya geometrisiyle ilişkilendirilebilir.
- Mercek bozulması neden düzeltilmelidir?
- Gerçek mercekler, özellikle görüntü kenarlarına yakın yerlerde düz çizgileri büker; bu bozulmayı modellemek ve gidermek, iğne deliği modelinin varsaydığı düz çizgi geometrisini geri kazandırır ve bu da doğru yeniden yapılandırma için gereklidir.