2.2.1 カメラキャリブレーション：アプリケーション

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MATLABによる画像処理・コンピュータービジョン入門目次

概要

MATLABによるカメラキャリブレーションのワークフローについて紹介します。

Computer Vision Toolbox™の「カメラキャリブレーター」アプリを活用します。

初期化

Code
clear; clc; close all; imtool close all

カメラキャリブレーション用の画像の確認

Code
imageFolder = fullfile(toolboxdir('vision'), 'visiondata', ...
    'calibration', 'mono');
winopen(imageFolder);

カメラキャリブレーターの起動

Code
squareSize = 29;  % 1マスのサイズ（単位：mm）
cameraCalibrator(imageFolder,squareSize);

画像から自動的にチェッカーボードが検出される

チェッカーボードが検出されなかった画像は除外されます。

キャリブレーションを実行

アプリ上で「キャリブレーション」をクリックし、キャリブレーションを実行します。

キャリブレーションの結果を確認

再投影誤差やカメラの外部パラメータを可視化し、キャリブレーションの妥当性を確認します。

再投影誤差が極端に大きいチェッカーボード画像はブレが大きいなどキャリブレーションに適していない場合もあります。

その場合は対象画像を除外して再度キャリブレーションを実行します。

実行結果のエクスポート

推定結果のカメラパラメーターをワークスペースにエクスポートします。

エクスポートしたカメラパラメーターの確認

Code
cameraParams
Output
cameraParams = 
  cameraParameters のプロパティ:

   Camera Intrinsics
                         Intrinsics: [1x1 cameraIntrinsics]

   Camera Extrinsics
                   RotationMatrices: [3x3x9 double]
                 TranslationVectors: [9x3 double]

   Accuracy of Estimation
              MeanReprojectionError: 0.1832
                 ReprojectionErrors: [54x2x9 double]
                  ReprojectedPoints: [54x2x9 double]

   Calibration Settings
                        NumPatterns: 9
                        WorldPoints: [54x2 double]
                         WorldUnits: 'mm'
                       EstimateSkew: 0
    NumRadialDistortionCoefficients: 2
       EstimateTangentialDistortion: 0
Code
cameraParams.Intrinsics % 内部パラメーター
Output
ans = 
  cameraIntrinsics のプロパティ:

             FocalLength: [714.1886 710.3786]
          PrincipalPoint: [563.6480 355.7251]
               ImageSize: [712 1072]
        RadialDistortion: [-0.3536 0.1730]
    TangentialDistortion: [0 0]
                    Skew: 0
         IntrinsicMatrix: [3x3 double]

エクスポートしたカメラパラメーターを使って画像の歪補正

Code
imds = imageDatastore(imageFolder);
origI = imds.readimage(1);
figure;imshow(origI)

Code
[undistI, ~] = undistortImage(origI, cameraParams);
figure;imshowpair(origI,undistI);truesize;

まとめ

MATLABによるカメラキャリブレーションのワークフローについて紹介しました。

アプリを活用することによってカメラキャリブレーションを効率的に試行錯誤できます。

参考

謝辞

本記事は @eigs さんのlivescript2markdownを使わせていただいてます。

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