什么情况下用自由网格做畸变矫正比棋盘格更好?

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自由网格畸变矫正和棋盘格比的优势是什么?有什么劣势?

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相机镜头畸变

图像的畸变通常认为是相机成像造成的。通常而言会认为相机存在两种畸变,径向畸变和切向畸变。
如下图左侧图片可以看到直线畸变为曲线。
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而切向畸变通常认为是透镜和感光平面不平行造成的,下图中cmos感光面因为胶水涂抹不均导致倾斜。
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径向畸变可以通过下述公式来矫正
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切向畸变可以通过下述公式来矫正
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畸变矫正

普通的棋盘格矫正通过拍摄得到的棋盘格图片和实际物理位置计算得到上述模型中的系数(k1,k2,k3,p1,p2)。通过使用上述公式可以计算图像中的点在畸变矫正后的位置。
而自由网格则直接使用网格点作为控制点用于描述图像的畸变。例如下图中圆的变形,可以通过变形前后的网格点坐标来描述。即变形前的25个点坐标和变形后的25个点坐标。对于变形后图中的任意一个位置,需要根据该位置附近的网格点作为控制点,通过控制点的移动来拖动需要矫正的位置(B样条等)。
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优势

FFD没有先验的模型,因此可以用于描述一些复杂的畸变。例如枕型畸变的图像,又或者是下图的畸变矫正
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劣势

数据存储量更大,计算开销更大。同样矫正普通相机畸变,为了达到相同精度需要的网格密度通常会更大。普通畸变矫正能够一定程度上矫正标定板之外的区域,但是FFD不能矫正网格点所在区域之外的点。

OReilly.Learning.OpenCV.3.2018 page.644,647
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Bergamasco F, Cosmo L, Gasparetto A, et al. Parameter-free lens distortion calibration of central cameras[C]//Proceedings of the IEEE International Conference on Computer Vision. 2017: 3847-3855.

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