图像预处理——透视变换（一）

图像预处理——透视变换（一）

摄像机获取的像点会随着真实场景中的点距摄像机的远近不同而发生不同的变形，这即是所谓的透视畸变。

透视投影的特征：

1、近大远小、近高远低；

2、近长远短，近高远低；

3、近疏远密；

4、互相平行的直线的透视汇交于一点

因此，要恢复场景的原来形状或者从原来图像中提取标志点的真实位置信息，就应该消除图像的透视效应。

灭点：

空间一组平行线的无穷远点在图像上的成像，即该组平行线在影响上的直线影像的交点。在坐标轴上的灭点为主灭点。透视投影按主灭点的个数分为一点透视、两点透视和三点透视。三维图形显示采用的投影一般为简单的一点透视投影, 由于在一点透视投影变换中，投影平面取坐标系中的一个坐标平面, 因而用一个坐标系即可表示透视投影变换。

摄像机模型

摄像机的投影几何模型是把三维坐标投影到一个球面(视球), 然后把球面上的影像投影到一个平面, 理想情况下,平面对称于光轴中心, 理想状况的透视模型等价于小孔成

像。小孔成像原理见图1 。图1 中, 平面S 为二维成像平面,O为小孔的位置(光学中心)。S 上的点p(u , v) 是三维空间点P(x , y , z)在视平面上的投影, f 是该光学系统的焦距。空间任意点P(物距w f )在图像上的成像位置都可以用针孔模型来近似表示, 即任意一点P 在图像上的位置p , 为光心O与P 点的连线OP 与图像平面的交点(这种关系也叫中心摄影)。且有如下比例关系式: