3

レンズの焦点距離を計算しようとしています (4 つの異なるレンズがあり、レンズ 1、2、3、4 と呼びます)。使用しているカメラ (2 台の異なるカメラを使用しています) のセンサー サイズ、オブジェクトの幅、および作動距離を知っています。

次の式を使用しています。

f = 幅の焦点距離 = (作動距離 * センサー幅)/(対象物の幅 + センサー幅)

また、少し変更して同じ式を使用しました。

f' = 幅の焦点距離 = (作動距離 * センサー幅)/対象物の幅

私のカメラのセンサーサイズは次のとおりです。

モデル: 134MCU - 1/3" - 3,52 mm * 4,78 mm

モデル: 130CU - 1/4" - 2,75 mm * 3,64 mm

ここに問題があります。既知の作動距離から両方のカメラでいくつかの写真を撮り、画像の幅を測定しました (画像シーンに定規を配置しました)。その後、与えられた式を使用してff'を計算しました。焦点距離を計算した後、一貫性がないと思われるいくつかの観測結果が得られました。所見は次のとおりです。

  1. 作動距離が長くなると、各レンズの計算された焦点距離は特定の値に収束します。各作動距離に対して同じff'値を計算することを期待していました。なぜこうなった?作動距離への依存性、または作動距離の制限はありますか (たとえば、焦点距離f mmのレンズの場合、作動距離はn未満にはなりません)。
  2. 4 つのレンズと 2 つのカメラがあるため、8 つの異なるイメージング設定があります。134MCU で撮影された画像を使用して計算されたff'値は、レンズ 1 とレンズ 2 の 130CU で撮影された画像とは異なります。レンズ 3 とレンズ 4 の計算値は同じです。なぜこれが起こっているのでしょうか?

    • 130CUを使用して計算されたレンズ 1の値は、約1.6 mmです。
    • 130CUを使用したレンズ 2の計算値は約2.4 mmです。
    • 130CUを使用したレンズ 3の計算値は約2.8 mmです。
    • 130CUを使用したレンズ 4の計算値は約3.6 mmです。
    • 134MCUを使用して計算されたレンズ 1の値は、約1.4 mmです。
    • 134MCUを使用したレンズ 2の計算値は約2.2 mmです。
    • 134MCUを使用したレンズ 3の計算値は約2.8 mmです。
    • 134MCUを使用したレンズ 4の計算値は約3.6 mmです。
  3. レンズの提供者と話をしたところ、レンズ 1、2、3、4 の焦点距離はそれぞれ 2.1 mm、2.5 mm、2.8 mm、3.6 mm であるとのことでした。では、なぜ私の計算値がこれらと一致しないのでしょうか? 私の計算に何か問題がありますか?

私が使用した画像は、こちらにあります。誰かが助けてくれたらとてもありがたいです。

よろしく、

ギュネイ・カイム

4

2 に答える 2

2

あなたが投稿した画像をダウンロードしたところ、答えは私たちの顔を見つめています。

使用している式は、すべての光線が物体からセンサーまで直線で進むと仮定しています。実際には、これらの広角レンズには非常に複雑な複数の面があり、光は「スタック」を通過するときに何度も方向を変えています。その結果、エッジに向かって大きな歪みが生じます。定規の線の高さは、端に向かって小さくなります。「完璧なピンホール カメラ」では、すべての線が正確な比率で保たれます。

この歪みを適切に説明する方程式を考え出すことは非常に困難です。通常、カメラの計測アプリケーション (人々がこれらのことを本当に気にする場所) は、対象の焦点距離で幾何学的キャリブレーションを行って補正します。

「私の計算に何か問題はありますか?」というあなたの質問に対する答えです。これは次のとおりです。「はい、何か問題があります。あなたの計算は理想的なシステムに対するものです。理想的なシステムはありません。」

編集「より小さなセンサー」を使用することで、より良いことができることがわかりました。

  1. すでに持っている画像を取得する
  2. 画像の一部(中央付近)をご覧ください
  3. 定規上のセンサー幅の 10% 未満の 2 つのマーカー間の距離をピクセル単位で見つけます。
  4. 「見かけのセンサーサイズ」を計算 =(number of pixels between markers / number of pixels across sensor) * sensor width
  5. 見かけのセンサー サイズを計算に使用する

可変数のピクセル (定規の分割数と正確に一致する) を使用することで、必要な推定/補間の量を制限できます。これにより、歪みの問題の大部分が解決され、メーカーのデータと一致する結果が得られると思います。

于 2013-08-14T12:58:19.033 に答える
0

あなたの計算は理想的なピンホール システムを想定していますが、これは明らかにここにはありません。広角レンズは極端な歪みを示します。歪みがないように見える光学系の中心に測定を制限してみてください。メーカーが指定した焦点距離により近い結果が得られるはずです。

編集: フロリスが上で言ったこと…</p>

于 2013-08-14T13:12:30.783 に答える