資料:https://www.cnblogs.com/li-yao7758258/p/5929145.html

一、成像質(zhì)量

1.1特定焦段最佳成像距離

有資料顯示鏡頭的最佳成像距離是鏡頭焦距的30~50倍，畫面中清晰范圍比較少就是小景深；大景深就是畫面中清晰范圍比較大的時候叫做大景深。影響景深的大小有光圈、焦距。光圈是一個控制鏡頭通光量的裝置（越大圖像亮度和分辨率越高，且景深越小），當我們在拍攝的時候，光圈越大，景深越大；光圈、主體不變的情況下，焦距越短景深越大即畫面清晰范圍比較大，鏡頭焦距段越長景深越小即清晰范圍比較小；光圈、焦距段保持不變的情況下，如果想要改變景深，只有一個辦法是通過被攝主體距離鏡頭的距離來控制了，距離越遠，畫面中的前后清晰范圍就越大，反之當你距離很近的時候，前后的清晰范圍也就相對的變小了。所以理論上講，長焦段的某種程度上可以實現(xiàn)景深的效果，可以把拍攝目標與背景分割，以減小錯誤識別。

1.2圖片清晰度的解釋

跟芯片類型（CCD芯片優(yōu)于CMOS芯片），芯片感光面積，以及鏡頭和其他光學硬件都有關(guān)系，不能只單看像素值。而且清晰度和高質(zhì)量（比如機器視覺中能獲取每一個像素值的信息）不是相同概念。

感光器的面積越大，單個像素點的尺寸越大，感光性能越好，捕捉的光子信息越多，信噪比越低，成像質(zhì)量越好

1.3輔助光源

相同工業(yè)相機及鏡頭參數(shù)條件下，照明光源的廣波波長越短，得到的圖像分辨率越高。

二、相機標定

在圖像測量過程以及機器視覺應(yīng)用中，為確定空間物體表面某點的三維幾何位置與其在圖像中對應(yīng)點之間的相互關(guān)系，必須建立相機成像的幾何模型，這些幾何模型參數(shù)就是相機參數(shù)。在大多數(shù)條件下這些參數(shù)必須通過實驗與計算才能得到，這個求解參數(shù)的過程就稱之為相機標定（或攝像機標定）。但是畸變不影響圖像的清晰度。

相機的標定主要有兩種方法? ?? ：攝像頭標定方法和攝像頭自標定方法，典型的有：（1）Tsai(傳統(tǒng)的標定方法)? （2）張正友（介于傳統(tǒng)與自標定方法之間）張正友標定法由于很簡單

所以得到廣泛 的應(yīng)用，張正友標定法的步驟：

1、打印一張模板并貼在一個平面上；

2、從不同角度拍攝若干張模板圖像；

3、檢測出圖像中的特征點；

4、求出攝像機的外參數(shù)（單應(yīng)性矩陣）和內(nèi)參數(shù)（最大似然估計） ；

5、求出畸變系數(shù)；

?6、優(yōu)化求精。

具體步驟為:

1.在matlab中打開camera calibrator(輸入棋盤格的實際單格長度)

2.添加多張棋盤格(圖片大小要一致,數(shù)量20為佳,拍攝時:標定模板給固定，改變手機的遠近距離、角度、位置)加入完成后點擊Calibrate

然后點擊左下的show undistorted 和 show original 可觀察兩幅圖片校準前后的差別.

3.點擊Export Camera保存參數(shù)（返回到命令窗口，即可看到相機參數(shù)，在命令行輸入cameraParams1.IntrinsicMatrix ? 可得到內(nèi)參矩陣和徑向畸變cameraParams.RadialDistortion)

方法二：

https://blog.csdn.net/jameshater/article/details/53172333

得到標定后的參數(shù)后,可以用opencv加這些參數(shù)來消除畸變.

相關(guān)資料

1.1世界坐標系

? ? 世界坐標系也稱為測量坐標系，是一個三維直角坐標系，以其為基準可以描述相機和待測物體的空間位置。世界坐標系的位置可以根據(jù)實際情況自由確定。

1.2 相機坐標系

? ? 相機坐標系也是一個三維直角坐標系，原點位于鏡頭光心處，x、y軸分別與相面的兩邊平行，z軸為鏡頭光軸，與像平面垂直。

? 1.3像素坐標系（pixel coordinate）

? ? 像素坐標系uov是一個二維直角坐標系，反映了相機CCD/CMOS芯片中像素的排列情況。原點o位于圖像的左上角，u軸、v軸分別于像面的兩邊平行。像素坐標系中坐標軸的單位是像素（整數(shù)）。

? ? 像素坐標系不利于坐標變換，因此需要建立圖像坐標系XOY，其坐標軸的單位通常為毫米（mm），原點是相機光軸與相面的交點（稱為主點），即圖像的中心點，X軸、Y軸分別與u軸、v軸平行。故兩個坐標系實際是平移關(guān)系，即可以通過平移就可得到。

圖像坐標系(x,y)至像素坐標系(u,v)

(根據(jù)小孔成像原理，圖像坐標系應(yīng)在相機坐標系的另一邊，為倒立反向成像，但為方便理解和計算，故投影至同側(cè)。)

根據(jù)三角形相似性原理得：

三、世界坐標系(Xw,Yw,Zw)至相機坐標系(Xc,Yc,Zc)

相機的畸變有徑向畸變和切向畸變（包括枕形畸變和桶形畸變）

徑向畸變是由于鏡頭的凸透形狀造成的，即固有特性無法消除，主要可通過硬件和軟件消除，如硬件上采用高質(zhì)量的光學玻璃及鏡片組優(yōu)化設(shè)計（價格因素），軟件上用matlab或opencv后期進行畸變矯正。

切向畸變主要由于相機安裝過程中產(chǎn)生的，即透鏡本身和傳感器平面不平行造成的。

2、切向畸變來自于整個攝像機的組裝過程

畸變還有其他類型的畸變，但是沒有徑向畸變、切向畸變顯著

切向畸變是由于透鏡制造上的缺陷使得透鏡本身與圖像平面不平行而產(chǎn)生的。

切向畸變可分為：薄透鏡畸變、離心畸變

張正友的方法只考慮了徑向畸變，沒有考慮切向畸變，同樣的，Tasi畸變模型同張氏畸變模型類似，也只考慮了徑向畸變。