Нахождение фокусного расстояния по размеру изображения и FOV

Question

Я наткнулся на это утверждение в инженерном журнале. Это утверждение упоминается в примере с правой стороны.

Изображение 640x480 с горизонтальным полем обзора 47 градусов дает фокусное расстояние f = 740 пикселей.

Пожалуйста, дайте мне знать об этом, так как я очень плохо знаком с компьютерным зрением.

Answer 1

Я буду использовать это изображение, чтобы проиллюстрировать, почему фокусное расстояние можно измерять в пикселях и что они означают под этими числами:

Треугольники (большие и маленькие) похожи, то есть углы одинаковы. Таким образом, угол обзора будет таким же, как и верхний угол (у объектива) меньшего треугольника. Исходя из этого, поскольку вы знаете размер сенсора и угол обзора, вы можете рассчитать фокусное расстояние в пикселях, как рассчитал для вас @remco.

Фактически, единицы измерения размера датчика должны быть точно такими же, как и единицы измерения фокусного расстояния, чтобы иметь смысл F=A/tan(a). Что вы можете получить из этого, если у вас больше пикселей (в см), вам потребуется большее фокусное расстояние (в см) для того же поля зрения и количества пикселей.

Answer 2

Это базовая геометрия: у вас есть прямоугольный треугольник с половиной поля зрения в качестве одного из углов (a) и половиной размера изображения в качестве противоположной стороны ( A ). Чтобы рассчитать фокусное расстояние F , используйте tan ( a ) = A / F ,
что дает F = A / tan (a).

В статье указывается, что горизонтальное поле обзора составляет 47 °, поэтому мы должны использовать
A = 640/2 = 320, a = 47 ° / 2 = 23,5 °, что дает F = 736 пикселей.

Поскольку размер вашего сенсора указан в пикселях (предполагается, что это квадратные пиксели!), Ваше фокусное расстояние также будет в пикселях. Чтобы получить его в более обычной единице (м), вам нужно знать размер пикселя.

Answer 3

Угол зрения рассчитывается по тригонометрии.

Обычно фокусное расстояние будет известным значением, как и измерения прямоугольного изображения.

Чтобы рассчитать угол обзора: Найти ATAN (arc tan) ½ измерения, деленного на фокусное расстояние, умножить их на 2.

Решить для измерения 640 ATAN (640 ÷ 740 X 0,5) X 2 = ATAN (0,4324) X 2 = 23,3852 X 2 = 46,77 °

Answer 4

По словам Германа, фокусное расстояние НЕ измеряется в пикселях. Я сильно сомневаюсь, что инженерный журнал сказал, что фокусное расстояние было в пикселях.

Что нужно знать для поля зрения, так это размер датчика камеры (или размер пленки) , измеренный в мм Вы должны рассчитать с размерами датчика в мм.

Есть калькулятор, который сделает это на https://www.scantips.com/lights/fieldofview.html (Вариант 6). Геометрия показана внизу этой страницы, однако вы должны использовать Trig для углов.