[비전 #2] 카메라 모델 (Camera model: Intrinsic parameter)

* 본 포스팅은 주로 "다크프로그래머"님의 블로그를 기반으로 다른 여러 가지 문헌을 참조하여 작성되었음을 미리 알려드립니다.

카메라 모델

 

Focal Length

렌즈중심에서 이미지 센서(CCD, CMOS etc)까지의 거리

단위: 카메라모델(Pixel), 디지털 카메라(mm)

이미지 픽셀과 동일한 단위로 focal length를 표현함으로써 영상에서의 기하학적 해석을 용이하게 할 수 있다고 함.

 

이미지 센서와 이미지 평면(Image sensor / Image plane) 

Image sensor의 각 cell은 Image plane의 각 pixel와 대응됨

이미지센서의 cell 크기가 0.1 mm 이고, f (focal length)가 100(pixel) 이면, 이미지평면에서 각 pixel의 물리적 크기는 10 cm 입니다.

 

 

Instrinsic parameter

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구성요소

초점거리, 주점, 비대칭계수 [Focal length, Principal point, Skew coefficient]

 

 

Focal Length(초점거리)

Pixel의 물리적 크기 = (이미지 센서의 cell 크기) × (Focal length)

이미지 센서를 구성하는 cell들의 x, y축 방향으로의 물리적 간격이 다를 수 있기 때문에 Focal length는 보통 fx, fy로 나누어서 생각합니다. 그러나 요즘은 카메라를 잘 만들기 때문에 보통 fx=fy 이긴 합니다.

 

Principal point(주점)

카메라 렌즈 중심에서 이미지 센서로 내린 수선의 발의 영상좌표 (정확하다면 이미지 센서의 중심이어야 함 / 단위는 Pixel)

카메라의 조립 과정에서 센서의 수평이 어긋날 경우 Principal point(주점)와 Image center(영상의 중심점)는 다른 값을 가지게 됩니다. 따라서 Principal point와 image center는 다른 의미로 해석되어야 합니다. 영상에서는 Principal point가 단순 image center보다 더 중요하며, 모든 기하학적 해석을 Principal point를 이용해서 이루어집니다.

 

Skew coefficient(비대칭 계수)

이미지 센서의 cell array의 y축이 기울어진 정도

하지만, 요즘은 카메라를 잘 만들기 때문에 보통 skew_c = 0으로 간주합니다.

 

 

 

[1] https://darkpgmr.tistory.com/32

[2] https://darkpgmr.tistory.com/77