理论知识
远心镜头技术优势之低失真度
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时间:2015-05-04 15:28:24

        由于远心镜头与传统镜头相比具有极大的技术优势,如高分辨率、近乎零畸变、低失真度等,因此其主要被用于精密测量及产品瑕疵检测中。下面我们来详细了解一下远心镜头技术优势之低失真度(Distortion)的相关知识。

        影像的变形是限制光学量测准确性的重要因素之一,再好的镜头都还是无法避免。然而有时候一或数个像素的错误可能具决定性的影响。失真度也可以说是影像与实际画面的差异度,是利用影像点与影像中心位置的距离和在标准影像(未失真影像)的实际距离之间的差异来计算。例如,一个与画面中心距离200像素的标的在影像画面中只有和中心点间隔198个像素,其失真度则为:distortion=(198-200)/200=-2/200=1%

        正向放射性失真(Positiveradialdistortion)也被称为“pincushion”性失真,负向放射性失真(negativeradialdistortion)可被另称为“barrel”distortion,此类的变形和影像中心的距离大小有绝对的关联性。

        影像的失真可被视作真实画面经过二维几何性变形的结果,由于通常不是线性改变而是二或三度的多项式的变形,影像会被些许的拉扯及扭曲。

        一般的镜头具有数度或数十度的失真度,不过由于大部分的影像镜头是用在一般监测系统或普通摄影中,些许的影像失真是能被容许的,但此瑕疵让精密影像测量变的困难。

        高品质的工业远心镜头只具有低于0.1%失真度的特性,虽然这个数次听起来很小,但在高分辨率的摄影机下仍能造成将近一个像素的误差。因此许多失真的影像会利用软件做校正:将校正用图样(此图样的精密度必须比)置于镜头下方拍摄,之后利用软件计算影像校正公式,将失真影像做校正。由于影像的失真程度与物体和镜头的距离有极高的关联性,因此必须格外留意物体在被摄影时与镜头的距离。

        除了与镜头的距离以外,物体和镜头之间必须尽量保持垂直以避免所谓的梯形性失真(或称“Keystone orthinprismeffect”)是另一个影像测量系统中必须克服的问题,如果拍摄物体没有被放置于中心点,此类的影像通常据非对称性也很难利用软件校正。

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