鱼眼镜头成像模式简介

一、鱼眼镜头的结构原理

 

       鱼眼镜头是一种极端的广角镜头,也称全景镜头。一般认为16mm或焦距更短的镜头即为鱼眼镜头,但是在工程上视角范围超过140 度的镜头即统称为鱼眼镜头。在实际中也有视角超过甚至达到270度的镜头。鱼眼镜头是一种具有大量筒形畸变的反远摄型光组。这种镜头的前镜片呈抛物线状向前部凸出,形状与鱼的眼睛相似,因此得名“鱼眼镜头”,其视觉效果类似于鱼在水中观察水面上的事物。

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二、鱼眼镜头畸变校正

 

       鱼眼镜头靠人为引入大量桶形畸变获得大视角,从而能够获得大视场的图像信息,所以图像除画面中心处物体形状不变,其它本应是直线的部分都有一定的扭曲变形,这对其应用造成很多限制。例如,在安防领域,一个鱼眼镜头可以代替多个普通镜头,进行大范围的监视,由于视角可达180º,故几乎没有监控死角,即使只用一个镜头也几乎没有办法移动或破坏镜头而不被发现,然而由于图像的畸变使物体难以用人眼识别,使监视能力大打折扣;又如在机器人领域,自动化的机器人要求能采集周围景物的图像信息,并加以识别,以采取对应的行动,若采用鱼眼镜头可使采集效率提高2-4倍,但由于引入了畸变使通常的识别软件难以应用。所以我们需要某种方式来识别鱼眼镜头所得图像。一种方式是直接在原图像中进行识别,例如提供了一种算法,可以识别太阳在图像中的位置,但由于畸变的原因,同一物体在不同位置时其特征也会变化,这会极大地增加软件的运算量,也很难实现对复杂图形的识别。所以,现在通用的方法是通过一系列变换抵消图像中的畸变,从而获得正常的图像,进而加以识别。

 

对比图前后

 

三、鱼眼镜头像高与Sensor的关系。

 

成像模式

目前位置鱼眼的成像以垂直内切和上下部分裁切为主。

 

四、鱼眼镜头的应用

 

最初,鱼眼镜头仅被应用于摄影,因其在成像过程中产生的桶形畸变具有特殊的美感。近年来,鱼眼镜头的应用更多地应用于广角成像领域,在军事、监控、全景模拟,球幕投影等方面。相较于其他系统,鱼眼镜头具有质量轻、体积小等优势,同时也具有需要消除相差的不便捷之处。

 

2020年6月4日 10:44
近年来,随着光学镜头及成像芯片技术的不断发展,基于常规镜头的传统视觉系统由于其有限的视场范围已经不能满足许多应用场合的需求。而广角成像具有大视野的显著特征,已成为当前机器视觉研究的焦点和热点。而鱼眼镜头是一种基于仿生学的超广角镜头,通过引入桶形畸变,对物理空间进行“压缩形变”,从而获得视角为180~270度的超广角成像,尽管物像间差异很大,但不影响分辨率,且能保证物点与像点的一一对应关系,可以实现大范围的清晰成像,在天文、气象、森林防火以及国防军事等领域有重要应用。对鱼眼镜头的原理进行简单的概述,然后分析了它的一些关键问题,接着便是对鱼眼镜头的应用进行了简要介绍。