论CCD相机标定的内_外因素_畸变模型与信噪比_图文

1、 电 子 学 报 年 , 由于 相 关 系 数 的 阑 值给 定 不 准 确 而 误 以 是 相 关 这 , 不 用 这 种 方 法 来检验 畸 变参数 则 必 须 导致 错 误 的 畸变模型 从表 , 里 借助 于 显 著性 检 验 协 助 判 定 将表 用 显 著 性 检 验 与相 关 性 检 验 来 选 择 , 可 以发现 其结果接近表 , 中模 型 工 , 畸 变模型列于 表 时可 能 沿 , 从表 一 中可 以 发 现 偏 心 畸 变有 , 结 果 这说 明所选 择 的模型 能很好地反映 实际模型 所 以 标定 精 度 明显 改 善 或 , 轴力 向 即在 或 , 轴 仁 另 , 一

2、 方向 不存在偏心畸 变 显然 这 与实际情况是 相符的 如 果 方向角 位 置矢 量 了 一 内参 数 , “ 门 畸变参数 户 一 宁 参数 计算 滇 气 晚 乙 协吕 , 别日 才了三 飞 屯 反 投影计算 影 像坐 标 然后 根 据 径 向畸 变参 数加 如图 , 三 相机标 户 的 外在 因 素 信 噪 比 利 用 畸 变 模 型 对 畸 变 改 正 是 一种 行 之 有 效 的 方 、 人 径 向畸 变 所示虚线 , 然 后 再加 人 不 同大 一 小的 正 态 伪随机数据 噪声 其均方 差 由 个 法 但改 正 的 效 果 精 度 波 动 很 大 既 使最 合适 地 选 择 畸

3、变模 型 它 的 效 果也 会 因 时 空 变化 而 变化 其根 本 原 因 就 在 于 这 种 补 偿 的 办 法 是 从 带 有 数 据噪 声 的 影 像坐标 中 根据透视儿何原理提 取 出畸 变 如果 把 畸 变看成 是 信 号 实 质是 系统误 差 是 偶然误差 , , , , , 、 象 素 将 这 种 含有 相 同的 径 向畸 变 和 不 同噪 声 的 模 拟 数据用 方 法 求 解 相 机 定 标 参 数 得 到 不 同信 , , 噪 比下 相 机 参数 的精 度 提 高情 况 列 于 表 然后将 一 精 度提 高用非线性 回 归算 法 进行 分 析 得 图 , 数据噪声 看成

4、那 么这种补偿所能导致 的精度改善根 , , 从 试验 的结 果 可 以得 出以 下 结论 当数据 噪 声 接 近 于 零 时 用 畸 变模型 改正 畸 , 本上 取 决 于 信噪 比 也 就 是 说 如 果 数 据 噪声 很 小 , , 畸变改正 明显 提 高 反 过 来 如 果 数据 噪 声 很 大 它 势必干扰信号提 取 此 时 畸 变参数 难 以 测 准 且 改 正 , , 变是 行之 有 效 的方 法 从表 补 偿 畸 变 表 中未 列 真 值 可 以 看 出 它 几 乎全部 , 后 也不 会引起精度 明 显提高 所 以信噪 比是衡 量 以 随着信 噪 比 的 变 小 即 随着 数

5、据 噪声 增 大 , , 多高精度来量 测影 像 坐 标 才能正 确 补偿 畸变的 一 个 技术指标 定义 为 万 一 , 定标 精度 提 高变小 当数据 噪 声 达 到 精度仅提 高 左右 图 时 , 民 , , 对图 进行 回归 分析 可 得到精度提 , 、 式中 为仅 含 有 畸 变 时 的 均 方 差 占 为 含有 数据 噪 为 了测 量 数 据 噪 声 大 小 与 信 , 高 与信 噪 比 的关 系 例 如 位 置 方 向矢 量 为 , 艺 一 声和 畸变时的均方 差 , 占 占 , , “ 噪 比关 系 以 及对精度改善 的效果 我 们进行 了下 列 艺 一 艺 。 民 占 占 占

6、 , , , 。, , 模拟试验 在 数据二 取 一 中 又 。 的控制点 图 所示 , 按 , , 个 了 户 了 去 门 、 一 不 多 、 研 卜 、 丫次 七 “ 蕊 呱 人 丫 了 幻 呱 肠 矍 图 跳 , 共 夔 必 乙 畸变模拟试验 图 内参数精度提 高与信噪 比关 系 位 置 矢 量 精 度提 高 与信噪 比关 系 方 向 参 数 精 度 提 高 与信 噪 比 的 关 系 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 电 子 学 报 年 , 由于 相 关 系

7、 数 的 阑 值给 定 不 准 确 而 误 以 是 相 关 这 , 不 用 这 种 方 法 来检验 畸 变参数 则 必 须 导致 错 误 的 畸变模型 从表 , 里 借助 于 显 著性 检 验 协 助 判 定 将表 用 显 著 性 检 验 与相 关 性 检 验 来 选 择 , 可 以发现 其结果接近表 , 中模 型 工 , 畸 变模型列于 表 时可 能 沿 , 从表 一 中可 以 发 现 偏 心 畸 变有 , 结 果 这说 明所选 择 的模型 能很好地反映 实际模型 所 以 标定 精 度 明显 改 善 或 , 轴力 向 即在 或 , 轴 仁 另 , 一 方向 不存在偏心畸 变 显然 这 与实际

8、情况是 相符的 如 果 方向角 位 置矢 量 了 一 内参 数 , “ 门 畸变参数 户 一 宁 参数 计算 滇 气 晚 乙 协吕 , 别日 才了三 飞 屯 反 投影计算 影 像坐 标 然后 根 据 径 向畸 变参 数加 如图 , 三 相机标 户 的 外在 因 素 信 噪 比 利 用 畸 变 模 型 对 畸 变 改 正 是 一种 行 之 有 效 的 方 、 人 径 向畸 变 所示虚线 , 然 后 再加 人 不 同大 一 小的 正 态 伪随机数据 噪声 其均方 差 由 个 法 但改 正 的 效 果 精 度 波 动 很 大 既 使最 合适 地 选 择 畸 变模 型 它 的 效 果也 会 因 时 空

9、 变化 而 变化 其根 本 原 因 就 在 于 这 种 补 偿 的 办 法 是 从 带 有 数 据噪 声 的 影 像坐标 中 根据透视儿何原理提 取 出畸 变 如果 把 畸 变看成 是 信 号 实 质是 系统误 差 是 偶然误差 , , , , , 、 象 素 将 这 种 含有 相 同的 径 向畸 变 和 不 同噪 声 的 模 拟 数据用 方 法 求 解 相 机 定 标 参 数 得 到 不 同信 , , 噪 比下 相 机 参数 的精 度 提 高情 况 列 于 表 然后将 一 精 度提 高用非线性 回 归算 法 进行 分 析 得 图 , 数据噪声 看成 那 么这种补偿所能导致 的精度改善根 ,

10、, 从 试验 的结 果 可 以得 出以 下 结论 当数据 噪 声 接 近 于 零 时 用 畸 变模型 改正 畸 , 本上 取 决 于 信噪 比 也 就 是 说 如 果 数 据 噪声 很 小 , , 畸变改正 明显 提 高 反 过 来 如 果 数据 噪 声 很 大 它 势必干扰信号提 取 此 时 畸 变参数 难 以 测 准 且 改 正 , , 变是 行之 有 效 的方 法 从表 补 偿 畸 变 表 中未 列 真 值 可 以 看 出 它 几 乎全部 , 后 也不 会引起精度 明 显提高 所 以信噪 比是衡 量 以 随着信 噪 比 的 变 小 即 随着 数 据 噪声 增 大 , , 多高精度来量 测

11、影 像 坐 标 才能正 确 补偿 畸变的 一 个 技术指标 定义 为 万 一 , 定标 精度 提 高变小 当数据 噪 声 达 到 精度仅提 高 左右 图 时 , 民 , , 对图 进行 回归 分析 可 得到精度提 , 、 式中 为仅 含 有 畸 变 时 的 均 方 差 占 为 含有 数据 噪 为 了测 量 数 据 噪 声 大 小 与 信 , 高 与信 噪 比 的关 系 例 如 位 置 方 向矢 量 为 , 艺 一 声和 畸变时的均方 差 , 占 占 , , “ 噪 比关 系 以 及对精度改善 的效果 我 们进行 了下 列 艺 一 艺 。 民 占 占 占 , , , 。, , 模拟试验 在 数据二 取 一 中 又 。 的控制点 图 所示 , 按 , , 个 了 户 了 去 门 、 一 不 多 、 研 卜 、 丫次 七 “ 蕊 呱 人 丫 了 幻 呱 肠