相机标定（4） 矫正畸变 undistort()和initUndistortRectifyMap()

      从摄像机成像畸变的产生于是其“天生”的，不可避免的，这主要是由于透镜成像原理导致的。其畸变的原理可以参考相机模型）。它的畸变按照原理可以分解为切向畸变和径向畸变。

 

畸变校正

opencv提供了可以直接使用的矫正算法，即通过calibrate Camera()得到的畸变系数，生成矫正后的图像。我们可以通过undistort()函数一次性完成；也可以通过initUndistortRectifyMap()和remap()的组合来处理。

1、initUndistortRectifyMap()和remap()

void initUndistortRectifyMap( InputArray cameraMatrix, InputArray distCoeffs,
                           InputArray R, InputArray newCameraMatrix,
                           Size size, int m1type, OutputArray map1, OutputArray map2 );

函数说明： 
        这个函数用于计算无畸变和修正转换关系，为了重映射，将结果以映射的形式表达。无畸变的图像看起来就像原始的图像，就像这个图像是用内参为newCameraMatrix的且无畸变的相机采集得到的。 
       在单目相机例子中，newCameraMatrix一般和cameraMatrix相等，或者可以用cv::getOptimalNewCameraMatrix来计算，获得一个更好的有尺度的控制结果。 
       在双目相机例子中，newCameraMatrix一般是用cv::stereoRectify计算而来的，设置为P1或P2。 此外，根据R，新的相机在坐标空间中的取向是不同的。例如，它帮助配准双目相机的两个相机方向，从而使得两个图像的极线是水平的，且y坐标相同（在双目相机的两个相机谁水平放置的情况下）。 该函数实际上为反向映射算法构建映射，供反向映射使用。也就是，对于在已经修正畸变的图像中的每个像素(u,v)，该函数计算原来图像（从相机中获得的原始图像）中对应的坐标系。

函数输出得到map1和map2,然后使用remap()函数：

void remap( InputArray src, OutputArray dst,
                         InputArray map1, InputArray map2,
                         int interpolation, int borderMode=BORDER_CONSTANT,
                         const Scalar& borderValue=Scalar());

1. 第一个参数：输入图像，即原图像，需要单通道8位或者浮点类型的图像
2. 第二个参数：输出图像，即目标图像，需和原图形一样的尺寸和类型
3. 第三个参数：它有两种可能表示的对象：（1）表示点（x,y）的第一个映射；（2）表示CV_16SC2，CV_32FC1等
4. 第四个参数：它有两种可能表示的对象：（1）若map1表示点（x,y）时，这个参数不代表任何值；（2）表示                                     CV_16UC1，CV_32FC1类型的Y值
5. 第五个参数：插值方式，有四种插值方式：

（1）INTER_NEAREST——最近邻插值

（2）INTER_LINEAR——双线性插值（默认）

（3）INTER_CUBIC——双三样条插值（默认）

（4）INTER_LANCZOS4——lanczos插值（默认）

第六个参数：边界模式，默认BORDER_CONSTANT

第七个参数：边界颜色，默认Scalar()黑色

2、undistort()函数

void undistort( InputArray src, //输入原图
                             OutputArray dst,//输出矫正后的图像
                             InputArray cameraMatrix,//内参矩阵
                             InputArray distCoeffs,//畸变系数
                             InputArray newCameraMatrix=noArray() );

 有时不需要矫正整个图像，而仅仅计算图像中特定点的位置，这是可以使用undistortPoints函数：

void undistortPoints( InputArray src, OutputArray dst,
                                   InputArray cameraMatrix, InputArray distCoeffs,
                                   InputArray R=noArray(), InputArray P=noArray());

undistortPoints函数与undistort()的区别在于：参数src,dst是二维点的向量，std::vector ，P对应cameraMatrix。该参数与立体校正方面的使用有关。调用方式：

:undistortPoints(inputDistortedPoints, outputUndistortedPoints, cameraMatrix, distCoeffs, cv::noArray(), cameraMatrix);