Lens Distortion(렌즈 왜곡)이란?
이번 글에서는
Lens Distortion (렌즈 왜곡)
에 대해서 살펴보겠습니다.
핀홀 카메라 모델은
상이 맺치게 하려면
오랜시간 기다려야 합니다.
빛을 모아야하기 때문이죠.
우리가 카메라로 사진을 촬영할 때,
빛이 모이기를 기다리지 않습니다.
이는 렌즈를 이용하여 빛을
빠르고 효율적으로
모으고 있기 때문입니다.
이렇게 빛을 모으려고
렌즈를 이용하여
굴절을 하다보니,
위 사진과 같은 왜곡이
발생하기도 합니다.
Radial Distortion: 중심에서 생기는 방사 왜곡
렌즈의 중심에서 멀어질수록
발생하는 왜곡을 Radial distortion 이라 하며,
방사 왜곡이라 부릅니다.
원형 렌즈에서 주로 나타나며
k1 의 값이 음수인지,
양수인지에 따라
다른 형태를 가지게 됩니다.
Distortion parameters 는 많이 존재하지만,
실질적으로 k1, k2 정도만 쓰이고,
나머지는 잘 사용하지는 않습니다.
Radial Distortion 을
구하는 식은 위와 같지만,
사실 Calibration 과정 중
같이 구해지게 됩니다.
우리가 이전에 살펴 본
Zhangs method 를 돌리면,
Lens distortion 값도
나오는 것을 확인할 수 있습니다.
Tangential Distortion: 센서 기울기로 인한 왜곡
Tangential Distortion 이란
렌즈와 이미지 센서 사이가
평행하지 않은 정렬로 인해
발생하는 왜곡입니다.
이미지 센서가 들려있다는 말인데,
하드웨어 제조 과정에서
발생하는 불량품입니다.
우리가 3D 관련되서 무언가 할 때,
Correspondences (대응점) 을 이용하여
많은 것을 했었습니다.
만약 대응점 안에 Distortion 같은
Noise 가 섞여 있다면,
결과값이 좋을 수가 없기 때문에
미리 전처리 해주는 것이 중요합니다.
잘 정리된 코드가 많이 있습니다.
| 구분 | Radial Distortion | Tangential Distortion |
|---|---|---|
| 발생 원인 | 렌즈 중심에서 멀어질수록 굴절 왜곡 | 렌즈와 이미지 센서가 평행하지 않을 때 발생 |
| 주요 파라미터 | k1, k2 | p1, p2 |
| 왜곡 형태 | 배럴 형태(불룩), 핀쿠션 형태(오목) | 기울어진 듯한 왜곡 |
| 수식 특징 | 중심 좌표에서의 거리의 고차항을 포함 | 비대칭 항 포함 |
| 보정 방법 | Calibration 중 자동 추정 | Calibration 중 자동 추정 |
| 관련 오류 | 대칭적인 왜곡 | 비대칭적인 왜곡 |
그런 건 난 잘 모르겠고,
Lens distortion 은
렌즈의 굴절 특성
때문에 발생하는 현상
참고자료
Slide credit : Joo Hanbyul