OpenCV：如果我知道 Gimp 中的镜头校正因子，如何为“不失真”提供矩阵？答案

【问题标题】：OpenCV : how to provide matrix for 'undistort' if I know lens correction factor in Gimp?OpenCV：如果我知道 Gimp 中的镜头校正因子，如何为“不失真”提供矩阵？
【发布时间】：2017-03-25 13:36:07
【问题描述】：

我从具有强烈鱼眼效果的 IP 摄像机获取图像。我发现在 Gimp 中，我可以通过应用“主要”值为 -30（所有其他参数保持为零）的镜头失真滤镜来获得大部分直线。

现在我需要使用 OpenCV 临时执行此操作。我收集到 imgproc 中的 undistort 函数将是正确的调用方法。但是如何生成正确的相机和畸变矩阵呢？我看到有一个calibrateCamera 函数，但您似乎需要计算机视觉方面的博士学位才能使用它。我没有任何线索。既然我知道一个参数，那么一定有一种简单的方法可以将其转换为“不失真”所期望的矩阵？

注意：我只需要径向畸变系数，我对切向畸变不感兴趣。

【问题讨论】：

其实有一个opencv为calibration提供的样本。为此，您需要的只是棋盘格图像列表（大约 20 个应该不错）。由您想要的相机拍摄。它将为您提供所有必需的参数（失真系数、内在参数等）。然后你可以使用opencv的'undistort'功能来校正你的图像。
您需要在 default.xml 中更改 xml 文件的名称，其中包含您的图像地址、内部正方形的数量及其在现实世界中的尺寸。 tadaa 你有你需要的参数:-)
@Optimus1072 非常感谢；我设法靠近；我使用示例从源代码构建 opencv，我有 9 个棋盘图像 - 我已经将它们全部“平行”：imgur.com/a/JByDH，这样好吗？ - 我运行./bin/cpp-example-calibration -w=5 -h=4 -pt=chessboard -o=amcrest.yml -op -oe image_list.xml。但这不会“输出”任何东西。它会打开一个窗口，依次显示输入图像，然后退出。我找不到文件“amcrest.yml”，所以我一定做错了什么？
@Optimus1072 在了解num-corners = (num-black-squares - 1) * 2 之后，它现在可以工作了。你可以发表你的评论作为答案，然后我可以关闭这个问题。再次感谢。
一般 15-20 张图像被认为是好的，我想你将不得不使用鱼眼不失真功能来校正你的图像。

标签： opencv

【解决方案1】：

opencv 为calibration 提供了一个示例。为此，您需要的只是棋盘格图像列表（大约 20 个应该不错）。由您想要的相机拍摄。它将为您提供所有必需的参数（失真系数、内在参数等）。然后你可以使用opencv的'undistort'功能来校正你的图像。您需要在 default.xml 中更改（或者您可以创建自己的 .xml）xml 文件的名称，其中包含图像的地址、内部正方形的数量及其在现实世界中的尺寸。

tadaa 你有你需要的参数:-)

【讨论】：

现在只用了九张图片，看起来已经很准确了。

【解决方案2】：

对于那些想知道校准工具来自哪里的人。似乎必须从源代码构建它。这就是我在 Linux 上所做的：

git clone https://github.com/opencv/opencv.git
cd opencv
git checkout -b 3.1.0 3.1.0  # make sure we build that version
mkdir build
cd build
cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release -D BUILD_EXAMPLES=ON ..
make -j4

然后进行校准：

./bin/cpp-example-calibration -w=8 -h=6 -o=camera.yml -op -oe -su image_list.xml

-su 可让您验证图像在未失真后的外观。 -w 和 -h 参数采用“内角”，这不是国际象棋图案中的方格数，而是 (num-black-squares - 1) * 2。

以下是透视变换的最终应用方式，使用 Scala 和 JavaCV：

import org.bytedeco.javacpp.indexer.FloatRawIndexer
import org.bytedeco.javacpp.opencv_core.Mat
import org.bytedeco.javacpp.{opencv_core, opencv_imgcodecs, opencv_imgproc}
import java.io.File

// from the camera_matrix > data part of the yml:
val cameraFocal = 1.4656877976320607e+03
val cameraCX    = 1920.0/2
val cameraCY    = 1080.0/2

val cameraMatrixData = Array[Double](
  cameraFocal, 0.0        , cameraCX,
  0.0        , cameraFocal, cameraCY,
  0.0        , 0.0        , 1.0
)

// from the distortion_coefficients of the yml:
val distMatrixData = Array[Double](
  -4.016824381742e-01, 4.368842493074e-02, 0.0, 0.0, 1.096412142704e-01
)

def run(in: File, out: File): Unit = {
  val matOut  = new Mat
  val camMat  = new Mat(3, 3, opencv_core.CV_32FC1)
  val camIdx  = camMat.createIndexer[FloatRawIndexer]
  for (row <- 0 until 3) {
    for (col <- 0 until 3) {
      camIdx.put(row, col, cameraMatrixData(row * 3 + col).toFloat)
    }
  }
  val distVec = new Mat(1, 5, opencv_core.CV_32FC1)
  val distIdx = distVec.createIndexer[FloatRawIndexer]
  for (col <- 0 until 5) {
    distIdx.put(0, col, distMatrixData(col).toFloat)
  }

  val matIn   = opencv_imgcodecs.imread(in.getPath)
  opencv_imgproc.undistort(matIn, matOut, camMat, distVec)
  opencv_imgcodecs.imwrite(out.getPath, matOut)
}

【讨论】：