Есть ли формула для расчета физического размера изображения? - Фотопедия
1 голос
/ 17 июня 2015

Я пытаюсь определить размер физического пространства, которое представляет изображение (т.е. сколько метров в длину / ширину имеет реальный мир на изображении), но я не могу найти формулу, которая работает только данные у меня есть. Я знаю, что фотография была сделана с БПЛА, лицом вниз. Я знаю высоту, на которой был сделан снимок, и модель цифровой камеры, с которой он был сделан. У меня нет доступа к камере или к местам, где были сделаны фотографии, поэтому я не могу использовать тестовые изображения. Существует ли формула для расчета этой информации?

Извините, если я упускаю что-то очевидное, фотография не мой сильный костюм.

Редактировать - Особенности

Речь идет о цифровой камере Sigma DP1, снимки были сделаны на высоте около 230 метров над землей.

Ответы [ 2 ]

3 голосов
/ 17 июня 2015

Это может быть получено из основных формул линз. Объектив разделяет всю систему на две половины:

  • предметная сторона, с двумя переменными
    • S реальный размер предмета, это то, что вы ищете
    • с расстояние между объектом и объективом, это высота
  • сторона изображения, также с двумя переменными
    • I размер объекта на изображении, это то, что вы можете измерить
    • i расстояние между датчиком и объективом, это свойство камеры. это не расстояние до фланца.
  • и конечно есть фокусное расстояние f

Разделение размеров и расстояний дает постоянное значение.

s/i = S/I = constant

Из того, как лучи проходят через линзу, можно получить формулу, включающую фокусное расстояние и без i , который неизвестен:

S/I = (s-f) / f

Умножив на I , вы получите формулу для S :

S = (s-f)*I / f

Измеряется ли в пропорциях?

Нет. Все упомянутые переменные: i, I, s, S и f являются длинами. Они имеют размерность длины и поэтому имеют единицу длины. Фокусное расстояние обычно дается в мм, но подойдет любая единица, описывающая длину.

Количество пикселей?

Да и нет. Как уже упоминалось выше, это длина. Это размер объекта, так как он оптически проецируется на датчик. Конечно, датчик захватывает это проецируемое изображение, и в результате вы получаете цифровое изображение, состоящее из пикселей. Вы должны преобразовать пиксели обратно в значение длины, например, у вас есть датчик шириной 100 пикселей. Физическая ширина датчика составляет 20 мм (примерно 4/5 дюйма, если вам не нравится метрика). Если объект имеет ширину 39 пикселей на изображении, то какова его ширина при проецировании на датчик?

Сначала определите, насколько велик один пиксель:

20mm / 100px = 0.2mm/px (or 200µm/px)

Теперь вы можете умножить это на размер вашего объекта в пикселях, чтобы найти I :

I = 39px * 0.2mm/px = 7.8mm

И есть ли название для свойства i? Или метод расчета?

Обычно его называют «расстоянием между изображением и объективом». В оптике используется термин «расстояние до изображения» Пожалуйста, посмотрите на следующее изображение отсюда : enter image description here

Внимание: используются разные символы. То, что я называю s - это то, что они называют S1 , а то, что я называю i , - то, что они называют S2 . Дело в том, что в оптике многие расчеты используют для своих расчетов определенную ссылку. (где «0») Эта контрольная точка - это не просто «середина» объектива. Это не должно быть "в" линзе вообще. Это математическая конструкция для описания объектива, основанная на его форме. Для любых объективов реального мира, таких как те, что используются на камерах, на самом деле есть две такие контрольные точки. (в основном говоря)

Как видите, это не тривиальная вещь для измерения. И это тоже не практично, потому что это не обязательно постоянно. Да, вы правильно прочитали, это свойство переменной. По сути, это переменная, которую ваша камера меняет, когда она фокусируется на чем-то. Вот почему я предложил формулу, которая включает фокусное расстояние, которое является (более) постоянным значением.

Я старался, чтобы мой ответ был простым и не слишком сложным: оптика / физика / математика или столько, сколько нужно.

0 голосов
/ 18 июня 2015

Я думаю, это зависит от того, насколько точно вы хотите измерить, но вот как я бы это сделал:

В Википедии есть формула для расчета горизонтального / вертикального углов обзора объектива по фокусному расстоянию и размерам датчика:

https://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_view#Calculating_a_camera.27s_angle_of_view

В случае Sigma DP1 фокусное расстояние составляет 16,6 мм, а сенсор имеет размеры 20,7 x 13,8 мм. (Я получил эти спецификации также из Википедии.)

Как только вы знаете горизонтальные / вертикальные углы обзора и высоту, вы сможете использовать базовую тригонометрию (tan A = противоположный / соседний => противоположный = tan A * соседний), чтобы разумно приблизительно рассчитать расстояния, представленные стороны изображения.

...