魚眼鏡頭成像模式簡介
一、魚眼鏡頭的結構原理
魚眼鏡頭是一種極端的廣角鏡頭,也稱全景鏡頭。一般認為16mm或焦距更短的鏡頭即為魚眼鏡頭,但是在工程上視角范圍超過140 度的鏡頭即統稱為魚眼鏡頭。在實際中也有視角超過甚至達到270度的鏡頭。魚眼鏡頭是一種具有大量筒形畸變的反遠攝型光組。這種鏡頭的前鏡片呈拋物線狀向前部凸出,形狀與魚的眼睛相似,因此得名“魚眼鏡頭”,其視覺效果類似于魚在水中觀察水面上的事物。
魚眼鏡頭靠人為引入大量桶形畸變獲得大視角,從而能夠獲得大視場的圖像信息,所以圖像除畫面中心處物體形狀不變,其它本應是直線的部分都有一定的扭曲變形,這對其應用造成很多限制。例如,在安防領域,一個魚眼鏡頭可以代替多個普通鏡頭,進行大范圍的監視,由于視角可達180o,故幾乎沒有監控死角,即使只用一個鏡頭也幾乎沒有辦法移動或破壞鏡頭而不被發現,然而由于圖像的畸變使物體難以用人眼識別,使監視能力大打折扣;又如在機器人領域,自動化的機器人要求能采集周圍景物的圖像信息,并加以識別,以采取對應的行動,若采用魚眼鏡頭可使采集效率提高2-4倍,但由于引入了畸變使通常的識別軟件難以應用。所以我們需要某種方式來識別魚眼鏡頭所得圖像。一種方式是直接在原圖像中進行識別,例如提供了一種算法,可以識別太陽在圖像中的位置,但由于畸變的原因,同一物體在不同位置時其特征也會變化,這會增加軟件的運算量,也很難實現對復雜圖形的識別。所以,現在通用的方法是通過一系列變換抵消圖像中的畸變,從而獲得正常的圖像,進而加以識別。
三、魚眼鏡頭像高與Sensor的關系。
目前位置魚眼的成像以垂直內切和上下部分裁切為主。
四、魚眼鏡頭的應用
最初,魚眼鏡頭僅被應用于攝影,因其在成像過程中產生的桶形畸變具有特殊的美感。近年來,魚眼鏡頭的應用更多地應用于廣角成像領域,在軍事、監控、全景模擬,球幕投影等方面。相較于其他系統,魚眼鏡頭具有質量輕、體積小等優勢,同時也具有需要消除相差的不便捷之處。
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