cameraIntrinsicsKB

基于 Kannala-Brandt 模型的相机内参

自 R2024a 起

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说明

cameraIntrinsicsKB 对象存储了关于鱼眼镜头内参标定参数的信息，这些参数是基于 Kannala-Brandt [1] 模型计算得出的。

创建对象

使用 cameraIntrinsicsFromOpenCV 函数创建一个 cameraIntrinsicsKB 对象。

属性

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`FocalLength` — 焦距
只读: 二元素向量

此属性为只读。

焦距，以形式为 [f_x f_y] 的两元素向量存储，值在像素中。

f_x = F ⨉ s_x

f_y = F ⨉ s_y

F 是世界单位下的焦距，通常以毫米为单位。s_x 和 s_y 分别是 x 和 y 方向上每世界单位的像素数。

焦距 F 会影响视角，从而影响图像中呈现为清晰的场景区域。对于固定的被摄体距离：

短焦距能提供宽广的视角，使相机能够将场景中的大片区域纳入对焦范围。它既突出了主体，也突出了场景背景。
长焦距会带来较窄的视角，从而缩小了画面中处于焦点范围内的区域。这样能更突出主体，并限制相机拍摄到的背景范围。

有关如何在创建对象时设置此属性的更多信息，请参阅 cameraIntrinsicsFromOpenCV 函数的 intrinsicMatrix 参量。

`PrincipalPoint` — 相机的光学中心
只读: 二元素向量

此属性为只读。

相机的光学中心，以形式为 [cx cy] 的两元素向量存储，值单位为像素。该向量包含相机光心的坐标。

有关如何在创建对象时设置此属性的更多信息，请参阅 cameraIntrinsicsFromOpenCV 函数的 intrinsicMatrix 参量。

`ImageSize` — 相机拍摄的图像尺寸
只读: 二元素向量

此属性为只读。

相机生成的图像尺寸，以形式为 [mrows ncols] 的两元素向量形式存储。请在创建对象时，通过 cameraIntrinsicsFromOpenCV 函数的 imageSize 参量指定此值。

`DistortionCoefficients` — 多项式系数
只读: 四元素向量

此属性为只读。

多项式系数，以形式为 [k1 k2 k3 k4] 的四元素向量形式存储。这些值指定了鱼眼畸变函数的多项式系数：

$\begin{array}{l} θ_{d} = θ (1 + k_{1} θ^{2} + k_{2} θ^{4} + k_{3} θ^{6} + k_{4} θ^{8}) \\ θ = atan (γ) \end{array}$

$k_{1}, k_{2}, k_{3}, k_{4}$

，其中 k1、k2、k3 和 k4 分别是该镜头的畸变系数。

有关如何在创建对象时设置此属性的更多信息，请参阅 cameraIntrinsicsFromOpenCV 函数的 distortionCoefficients 参量。

`K` — 相机内参矩阵
只读: 3×3 单位矩阵 (默认) | 3×3 矩阵

此属性为只读。

相机内参矩阵，以 3×3 矩阵的形式存储。该矩阵的格式为：

$[\begin{matrix} f x & 0 & c x \\ 0 & f y & c y \\ 0 & 0 & 1 \end{matrix}]$

，其中 cx 和 cy 是 PrincipalPoint 的对应值，而 fx 和 fy 是 FocalLength 的对应值。

有关如何在创建对象时设置此属性的更多信息，请参阅 cameraIntrinsicsFromOpenCV 函数的 intrinsicMatrix 参量。

示例

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使用 OpenCV 中的鱼眼镜头参数去畸变图像

打开实时脚本

在工作区中定义 OpenCV 鱼眼镜头参数。

intrinsicMatrix = [875.88  0.00   1005.62; ...
                   0.00    874.76 741.52; ...
                   0.00,   0.00,  1.00];
distortionCoeffs = [0.08, -0.16, 0.35, -0.26];

定义相机返回的图像尺寸。

imageSize =[1500 2000];

从 OpenCV 导入鱼眼镜头的相机内参。

intrinsicsKB = cameraIntrinsicsFromOpenCV(intrinsicMatrix,distortionCoeffs,imageSize)

intrinsicsKB = 
  cameraIntrinsicsKB with properties:

               FocalLength: [875.8800 874.7600]
            PrincipalPoint: [1.0066e+03 742.5200]
                 ImageSize: [1500 2000]
    DistortionCoefficients: [0.0800 -0.1600 0.3500 -0.2600]
                         K: [3×3 double]

加载一个图像以进行去畸变。

filename = fullfile(toolboxdir("vision"),"visiondata", ...
    "calibration","gopro","gopro01.jpg");
I = imread(filename);

去畸变图像并显示结果。

J = undistortImage(I,intrinsicsKB);
imshowpair(I,J,"montage");
title("Original Image (left) vs. Corrected Image (right)");

Figure contains an axes object. The hidden axes object with title Original Image (left) vs. Corrected Image (right) contains an object of type image.

算法

坎纳莱-布兰特模型通过考虑镜头畸变，对理想针孔模型进行了扩展，从而模拟了真实相机。

畸变的点是 (x_畸变, y_畸变)，其中：

$x_{d i s t o r t e d} = \frac{θ_{d}}{γ} \times x$

$y_{d i s t o r t e d} = \frac{θ_{d}}{γ} \times y$

在归一化图像坐标系中，未去畸变的像素位置为 (x,y)，其中：

$γ^{2} = x^{2} + y^{2}$

$\begin{array}{l} θ_{d} = θ (1 + k_{1} θ^{2} + k_{2} θ^{4} + k_{3} θ^{6} + k_{4} θ^{8}) \\ θ = atan (γ) \end{array}$

$k_{1}, k_{2}, k_{3}, k_{4}$

，其中 k1、k2、k3 和 k4 分别是该镜头的畸变系数。

参考

[1] Kannala, J., and S.S. Brandt. A Generic Camera Model and Calibration Method for Conventional, Wide-Angle, and Fish-Eye Lenses. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence 28, no. 8 (August 2006): 1335–40. https://doi.org/10.1109/TPAMI.2006.153.

扩展功能

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C/C++ 代码生成
使用 MATLAB® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。 (自 R2025a 起)

GPU 代码生成
使用 GPU Coder™ 为 NVIDIA® GPU 生成 CUDA® 代码。

版本历史记录

在 R2024a 中推出

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R2025a: 使用 MATLAB Coder 生成 C/C++ 代码

cameraIntrinsicsKB 函数现已支持生成 C/C++ 代码（需要 MATLAB^® Coder™）。

另请参阅

函数

cameraIntrinsicsFromOpenCV | undistortImage | undistortPoints | world2img | img2world2d

cameraIntrinsicsKB

说明

创建对象

属性

FocalLength — 焦距 只读: 二元素向量

PrincipalPoint — 相机的光学中心 只读: 二元素向量

ImageSize — 相机拍摄的图像尺寸 只读: 二元素向量

DistortionCoefficients — 多项式系数 只读: 四元素向量

K — 相机内参矩阵 只读: 3×3 单位矩阵 (默认) | 3×3 矩阵

示例

使用 OpenCV 中的鱼眼镜头参数去畸变图像

算法

参考

扩展功能

C/C++ 代码生成 使用 MATLAB® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。 (自 R2025a 起)

GPU 代码生成 使用 GPU Coder™ 为 NVIDIA® GPU 生成 CUDA® 代码。

版本历史记录

R2025a: 使用 MATLAB Coder 生成 C/C++ 代码

另请参阅

函数

主题

`FocalLength` — 焦距
只读: 二元素向量

`PrincipalPoint` — 相机的光学中心
只读: 二元素向量

`ImageSize` — 相机拍摄的图像尺寸
只读: 二元素向量

`DistortionCoefficients` — 多项式系数
只读: 四元素向量

`K` — 相机内参矩阵
只读: 3×3 单位矩阵 (默认) | 3×3 矩阵

C/C++ 代码生成
使用 MATLAB® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。 (自 R2025a 起)

GPU 代码生成
使用 GPU Coder™ 为 NVIDIA® GPU 生成 CUDA® 代码。