cameraIntrinsics

内部カメラ パラメーターを格納するオブジェクト

説明

カメラの内部キャリブレーション パラメーターに関する情報を格納します (レンズ歪みパラメーターなど)。

作成

構文

intrinsics = cameraIntrinsics(focalLength,principalPoint,imageSize)

intrinsics = cameraIntrinsics(focalLength,principalPoint,imageSize,PropertyName=Value)

説明

intrinsics = cameraIntrinsics(focalLength,principalPoint,imageSize) は、焦点距離とカメラの主点を含むカメラの内部パラメーター オブジェクトを返します。3 つの入力引数は、それぞれ FocalLength、PrincipalPoint、および ImageSize のプロパティを設定します。

intrinsics = cameraIntrinsics(focalLength,principalPoint,imageSize,PropertyName=Value) は、名前と値の引数を 1 つ以上使用して追加のプロパティを設定します。たとえば、RadialDistortion=[0 10] は、半径方向のレンズ歪みプロパティをベクトル [0 10] に設定します。

プロパティ

FocalLength — 焦点距離

2 要素ベクトル

x と y の焦点距離。ピクセル単位の 2 要素ベクトル [f_x f_y] として格納されます。

f_x = F * s_x

f_y = F * s_y

F はワールド単位 (通常はミリメートル単位) の焦点距離です。s_x と s_y はそれぞれ x 方向と y 方向におけるワールド単位あたりのピクセル数を表します。したがって、f_x と f_y はピクセル単位です。

焦点距離 F は画角に影響を与えるため、イメージ内で焦点が合っているように見えるシーンの領域に影響します。被写体の距離が固定されている場合、次のようになります。

• 焦点距離が短いと画角が広くなり、シーンの広い領域に焦点を合わせてキャプチャできます。被写体とシーンの背景の両方を際立たせます。

• 焦点距離が長いと画角が狭くなるため、焦点の合うシーンの領域が減ります。被写体がより強調され、キャプチャされる背景の量が制限されます。

cameraIntrinsics オブジェクトを作成した後で FocalLength の値を設定することはできません。

PrincipalPoint — カメラの光学的中心

2 要素ベクトル

カメラの光学的中心。ピクセル単位の 2 要素ベクトル [cx cy] として格納されます。ベクトルには、カメラの光学的中心の座標が含まれます。

cameraIntrinsics オブジェクトを作成した後で PrincipalPoint の値を設定することはできません。

ImageSize — カメラによって生成されるイメージのサイズ

2 要素ベクトル

カメラによって生成されるイメージのサイズ。2 要素ベクトル [mrows ncols] として格納されます。

cameraIntrinsics オブジェクトを作成した後で ImageSize の値を設定することはできません。

RadialDistortion — 半径方向レンズ歪み係数

[0 0] (既定値) | 2 要素ベクトル | 3 要素ベクトル | 6 要素ベクトル

半径方向レンズ歪み係数。2 要素、3 要素、または 6 要素のベクトルとして指定します。

• 2 要素ベクトル — [k1 k2]。

• 3 要素ベクトル — [k1 k2 k3]。

• 6 要素ベクトル — [k1 k2 k3 k4 k5 k6]。

半径方向歪みとは、主点から伸びる放射状の線に沿ったイメージ ポイントの変位です。

• イメージ ポイントが主点から離れると (半径方向の正の変位)、イメージの倍率が下がり、イメージに糸巻き型歪みが出現する。

• イメージ ポイントが主点に向かって移動すると (半径方向の負の変位)、イメージの倍率が上がり、イメージに樽状の歪みが出現する。

このカメラ パラメーター オブジェクトは、(x_distorted, y_distorted) として表される点の半径方向歪み位置を計算します。

$$x_{distorted}=x\left(\frac{1+k_1*r^2+k_2*r^4+k_3*r^6}{1+k_4*r^2+k_5*r^4+k_6*r^6}\right)$$

$$y_{distorted}=y\left(\frac{1+k_1*r^2+k_2*r^4+k_3*r^6}{1+k_4*r^2+k_5*r^4+k_6*r^6}\right)$$

x、y は、光学的中心を原点とするワールド単位の正規化されたイメージ座標における、歪み補正されたイメージ ポイントです。

r2 = x2 + y2

k1、k2、…、k6 はレンズの半径方向歪み係数です。通常、係数は 2 つで十分です。k3、…、k6 は、広角レンズでのみ必要です。

TangentialDistortion — 円周方向歪み係数

[0 0] (既定値) | 2 要素ベクトル

円周方向歪み係数。2 要素ベクトル [p₁ p₂] として指定します。円周方向の歪みは、レンズとイメージ平面が平行にならない場合に生じます。

カメラ パラメーター オブジェクトは、点の円周方向歪み位置を計算します。歪んだ点は (x_distorted, y_distorted) として次のように表されます。

x_distorted = x + [2 * p₁ * x * y + p₂ * (r² + 2 * x²)]

y_distorted = y + [p₁ * (r² + 2*y²) + 2 * p₂ * x * y]

x、y は歪み補正後のピクセル位置

p1 および p2 はレンズの円周方向歪み係数

r2 = x2 + y2

歪み補正後のピクセル位置は、光学的中心を原点とする正規化されたイメージ座標に示されます。この座標はワールド単位で表されます。

Skew — カメラの軸のせん断

0 (既定値) | 数値スカラー

カメラの軸のせん断。数値スカラーとして指定します。x 軸と y 軸が厳密に直交する場合、せん断は 0 でなければなりません。

K — カメラの内部パラメーターの行列

読み取り専用: 3 行 3 列の単位行列 (既定値) | 3 行 3 列の行列

この プロパティ は読み取り専用です。

カメラの内部パラメーターの行列。3 行 3 列の行列として指定します。行列の形式は次のとおりです。

$$\left[\begin{array}{ccc}{f}_x& s& c_x\\ 0& f_y& c_y\\ 0& 0& 1\end{array}\right]$$

座標 [c_x c_y] はピクセル単位の光学的中心 (主点) を表します。x 軸と y 軸が厳密に直交する場合、せん断パラメーター s は 0 に等しくなります。

f_x = F*s_x

f_y = F*s_y

F は焦点距離のワールド単位で、通常はミリメートル単位で表されます。

sx と sy は、それぞれ x と y 方向のワールド単位あたりのピクセル数です。

fx と fy はピクセル単位で表されます。

例

基本カメラ パラメーターが含まれるオブジェクトの作成

レンズ歪みやせん断のないカメラ パラメーターを定義します。

焦点距離と主点をピクセル単位で指定します。

focalLength    = [800 800]; 
principalPoint = [320 240];
imageSize      = [480 640];

カメラの内部パラメーター オブジェクトを作成します。

intrinsics = cameraIntrinsics(focalLength,principalPoint,imageSize)

intrinsics = 
  cameraIntrinsics with properties:

             FocalLength: [800 800]
          PrincipalPoint: [320 240]
               ImageSize: [480 640]
        RadialDistortion: [0 0]
    TangentialDistortion: [0 0]
                    Skew: 0
                       K: [3×3 double]

拡張機能

C/C++ コード生成
MATLAB® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

バージョン履歴

R2017a で導入

R2024b: 6 つの半径方向歪み係数をもつ OpenCV ピンホール カメラ モデルのインポート

cameraIntrinsics が更新され、6 つの半径方向歪み係数をもつ OpenCV ピンホール カメラ モデルがサポートされるようになりました。

R2022b: 左から乗算する行列規則をサポート

R2022b 以降、Computer Vision Toolbox™ の多くの関数は、左から乗算する規則を使用して幾何学的変換を作成および実行します。このため、cameraIntrinsics オブジェクトのプロパティは、左から乗算する規則をサポートするよう変更されました。

• 新しい K プロパティは、古い IntrinsicMatrix プロパティを置き換えるものです。K の値は、IntrinsicMatrix の転置です。

詳細については、Migrate Geometric Transformations to Premultiply Conventionを参照してください。

参考

アプリ

• カメラ キャリブレーター | ステレオ カメラ キャリブレーター

オブジェクト

• cameraParameters

関数

• undistortImage

トピック

• 単一カメラ キャリブレーター アプリの使用
• ROS からのカメラ内部パラメーターのインポート
• 3-D Motion Reconstruction Using Multiple Cameras