桶形畸變

桶形畸變又稱桶形失真，它是由鏡頭引起的成像畫面呈桶形膨脹狀的失真現象。桶形畸變雖然不影響成像清晰度，但卻影響成像的位置精度，這會給圖像分析和圖像測量帶來誤差，甚至是誤判。

基本介紹

• 中文名：桶形畸變
• 外文名：Barrel Distortion
• 領域：光學成像
• 特點：中心形變小，邊緣形變大

綜述

廣角鏡頭從1930年至今，由於其寬廣的視角和特殊的拍攝效果而廣泛套用於攝影領域。廣角鏡頭在獲得寬視場和特殊拍攝效果的同時，帶來了桶形畸變。桶形畸變雖然不影響成像清晰度，但卻影響成像的位置精度，這會給圖像分析和圖像測量帶來誤差，甚至是誤判。廣角鏡頭給視覺系統帶來的桶形畸變是非線形的，在圖像的中心形變比較小，離圖像的中心越遠形變越大。

當圖像邊緣處有直線的時候，桶形失真最容易被察覺，與桶形失真相對的是枕形失真。

校正方法

桶形畸變限制了其在測量領域的套用瞄。在機器視覺領域，有許多場合，必須使用廣角鏡頭才能完成測量。例如廣角鏡頭套用於管道機器人和臨床內窺鏡，以提高其觀察能力，但是圖像的畸變給標定、特徵提取和參數計算帶來了困難。因此尋找一種實用的、快速有效的桶形畸變修正方法是十分必要。

目前桶形畸變的修正方法主要有兩種，一種是基於參數已知的標準物體，另一種是基於上面畫有任意直線的非標準模板。第一種方法是通過標定使變形的圖像恢復為正常的圖像，在標定的過程中確定形變參數。第二種方法的理論依據是現實中的直線投影到CCD上之後應該還是直線，然後在對直線桶形畸變後的曲線進行直線恢復的過程中確定形變參數。這兩種方法對變形圖像恢復通常採用多參數模型和畸變矩陣模型，計算量大、存儲信息多。

套用

桶形畸變在攝影中經常用到，廣角鏡頭會有較大的桶形畸變，同時對空間感有較強的拉伸作用，常用來創造特殊效果。桶形畸變是由於視場邊緣的放大率比中心部分低所引起的，即便縮小光圈也不能校正。