CCD光学建立摄像机成像的几何模型技术简介-光学显微镜
光学畸变模型
计算机视觉的基本任务之一是以摄像机采集的图像信息为
出发点来计算三维空间中物体的几何信息，并据此重建和识别物体
，而三维空间中物体上某点的几何位置与其在二维图像中对应点之
间的映射关系是由一些参数决定的，这些参数称为摄像机参数，由
摄像机参数即可建立摄像机成像的几何模型。在大多数情况下，摄
像机参数必须通过实验和计算才能得到，求解的过程称为摄像机标
定(或定标)。标定过程就是确定摄像机固有的与光、电特征及几何
结构有关的内参数，求解不同图像间摄像机的运动参数，即外参数
。利用数字图像处理技术进行图像畸变校正，通常首先进行摄像机
标定，求出镜头的内外参数，然后在原模型关系中引人反映畸变影
响的修正参数，较后利用基于控制点或其他方法求解修正后图像对
应的位置关系，对图像进行校正。坐标系
为了定量的描述摄像机模型和成像过程，引入了四个参考坐
标系：图像坐标系，成像平面坐标系，摄像机坐标系和世界坐标系
。
图像坐标系。摄像机获取的数字图像通常以二维数组的形
式存储在计算机内，每一个数组元素称为一个像素(pixel)，数组
的下标分别表示该像素在数组中的列数和行数，数组中存储的值为
其像素值(即灰度图像的亮度值，或彩色图像的R、G、B三种颜色的
强度值)。
非线性畸变模型
摄像机成像过程中的非线性畸变来源于很多方面，如CCD的
制造误差、镜片的曲面误差、镜头中镜片间的轴向间距、多透镜的
对中误差。上述因素都是导致图像产生非线性畸变的原因，但它们
各自的影响程度并不相同，实践证明：上述影响因素中以镜头镜片
组合间距误差产生的形变较为严重，其次是各镜片本身的曲线误差
的影响。通常线性模型无法很精确地描述摄像机的成像关系，图像
中不同位置畸变的程度不相同，距离图像中心越远，畸变越明显。
因此，某些实际应用中需要使用非线性模型来准确描述成像几何关
系。
