OPENCV 相机标定（Camera Calibration）

在和openCV的camera calibration亲切玩耍了两周后，来和大家分享一下经验：

讨论项目在...\opencv\sources\samples\cpp\tutorial_code\calib3d\camera_calibration

1.我在做啥：

----看到花里胡哨地标定过程逐渐迷失自我.jpg

简而言之，廉价相机”凸眼看人弯“，于是乎我们用神秘的数学方法来修正这个问题。

openCV的教程文件里是这样的： 

 看了一眼，看不懂--没关系，这并不重要，重要的是：你知道了这个项目最终给了你九个重要的数字。

畸变参数（distortion coefficients）

相机矩阵 （camera martix）

获得这些参数后，不论我们用这个相机(相同焦距)拍出了多扭曲的N张照片，我们都能通过召唤openCV的这两个函数来initUndistortRectifyMap，remap 来修正我们的图片了。

2. 具体点，咋获得参数

简单，拿出你的国际象棋棋盘，假装这是你臭美的gf，对着她一阵咔擦咔擦，各种姿态咔个二十来张，喂给程序就OK了。

比如这样：

。。。。。。

 3. 项目中止咋回事

如果项目中止，出现interrupt，那多半是你的输入值搞错了。

让我们来讨论三个输入输出文件：

• in_VID5.xml （在这里输入参数）
• VID5.xml （在这里保存n张图片的路径）
• outputs_para.xml （输出的九个参数）

        在in_VID5.xml文件里，有三个至关重要的值：棋盘长（BoardSize_Height）、宽（BoardSize_Width），以及输入取样文件路径的位置（input）。输入错误，项目无法运行。

棋盘长宽是内角格数（如下图，长宽为6*4）；文件路径是找到VID5.xml的绝对路径（absolute path）。

        VID5.xml里面装的是所有照片的储存路径。如果在标定棋盘中（draw the corner），突然停止，那么就是多半是你取样的文件路径输错了，即VID5.xml中的一串图片地址有误。

        具体数据会保存在一个叫outputs_para.xml的文件里：

3.  校正结果

当图像扭曲不是特别明显时，校正图似乎和原图（未校正的失真图）会看起来没多大差别。现在，注意校正图的四边是否有多出黑色边缘，若有则是校正过的表现。这是因为镜头将图像部分边缘拉伸，还原后，边缘没取到像素的位置设成黑色边界。

如果你校正后的图比没矫正还要扭曲，那么必然是矫正用的参数有问题。参数有问题，那就是取样的过程中出了毛病。请注意，校正的范围并不是根据棋盘纸在镜头视野内的相对大小来决定的。整张图片均会被“校正”。

当整张棋盘纸皆在拍摄视野范围内时，都能得出较合理校正结果—问题是校正精度不同。

当棋盘纸格子超过镜头范围，则该照片内角无法被提取。

4. 关于畸变参数的一个问题

 回顾一下畸变参数（distortion coefficients）：

 畸变参数分为两种：切向畸变（tangential distortion）和径向畸变（radial distortion）。

切向形变是这样的：

简言之，镜头和物体不平行，长方形拍成梯形。

径向形变是这样的：

 

就是直线变弯。 

（上两图均来自别处）

然后，k1,k2,k3是负责径向畸变（直线变弯的）；p1，p2是负责切向畸变的（镜头不平行的）。

比较坑的是，虽然openCV提到了切向畸变的参数p1,p2,但是整个标定结束后并没有给出他俩的值

--看，是两个零蛋。

 所以，切向实际上是不管的。

有些时候，这个要紧，有时候并不，看你需求。

如果你想修正一下这个，也许你会说，那没事，我把镜头弄放平行就行了。没错，这样也行。但是有些廉价工业摄像机的镜头凸透镜没粘水平，所以可能，镜头看似水平而实非水平。

切向畸变 - 国内版 Bing images（引用图片）

（完）

BTW，有人想知道我是怎么愚蠢地处理切向校正的吗？