Accuracy analysis of automatic distortion correction

• Autorzy: Kolecki J. , Rzonca A.

Identyfikatory

DOI

10.1515/geocart-2015-0002

Warianty tytułu

PL

Ocena dokładności automatycznej korekcji dystorsji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper addresses the problem of the automatic distortion removal from images acquired with non-metric SLR camera equipped with prime lenses. From the photogrammetric point of view the following question arises: is the accuracy of distortion control data provided by the manufacturer for a certain lens model (not item) sufficient in order to achieve demanded accuracy? In order to obtain the reliable answer to the aforementioned problem the two kinds of tests were carried out for three lens models. Firstly the multi-variant camera calibration was conducted using the software providing full accuracy analysis. Secondly the accuracy analysis using check points took place. The check points were measured in the images resampled based on estimated distortion model or in distortion-free images simply acquired in the automatic distortion removal mode. The extensive conclusions regarding application of each calibration approach in practice are given. Finally the rules of applying automatic distortion removal in photogrammetric measurements are suggested.

PL

Publikacja ma na celu przedstawienie wyników automatycznego usuwania dystorsji dla niemetrycznej kamery z obiektywem stałoogniskowym. Z punktu widzenia fotogrametrii pojawia się zasadnicze pytanie, czy dokładność określenia dystorsji dla danego typu obiektywu (a nie egzemplarza) jest wystarczająca, żeby otrzymać oczekiwane dokładności pomiaru fotogrametrycznego. W tym celu wykonano dwa rodzaje obliczeń kontrolnych. Pierwsze obliczenia to kalibracja kamery w wariantach zapewniających szeroką dyskusję wyników, wykonana w oprogramowaniu zapewniającym podanie pełnej analizy dokładności. Dodatkowo każdy wariant został sprawdzony poprzez kalibrację kontrolną, którą policzono na podstawie pomiaru zdjęć z fizycznie usuniętym wpływem dystorsji. Drugi etap obliczeń – analiza dokładności – polegał na wykonaniu pomiarów sprawdzających punktów kontrolowanych na zdjęciach dla wszystkich 3 zestawów przyjętych lub obliczonych elementów orientacji wewnętrznej oraz dystorsji usuniętej automatycznie lub programem, na podstawie wyników kalibracji. W publikacji zamieszczono obszerny komentarz dotyczący praktycznych aspektów stosowania każdej z tych metod kalibracji. Wniosek ostateczny podaje zasady stosowania wyników automatycznej redukcji dystorsji w zastosowaniach fotogrametrycznych.

Słowa kluczowe

EN

camera calibration; radial distortion; distortion correction; accuracy analysis; bundle adjustment

PL

korekcja zniekształceń; analiza dokładności; pomiar fotogrametryczny

• Wydawca: Komitet Geodezji PAN
• Czasopismo: Geodesy and Cartography
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 64, no. 1
• Strony: 3--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kolecki J.

• AGH University of Science and Technology Faculty of Mining Surveying and Environmental Engineering Department of Geoinformation, Photogrammetry and Remote Sensing of Environment 30 Mickiewicza Av., 30-059 Cracow, Poland

autor

Rzonca A.

• AGH University of Science and Technology Faculty of Mining Surveying and Environmental Engineering Department of Geoinformation, Photogrammetry and Remote Sensing of Environment 30 Mickiewicza Av., 30-059 Cracow, Poland

Bibliografia

• [1] Brown, D. (1971). Close range camera calibration. Photogrammetric Engineering, 37(8), 855-866.
• [2] Clarke, T. A. and Fryer, J.G. (2003). The development of camera calibration methods and models. http://www.vision.caltech.edu/bouguetj/calib_doc/papers/DevelopmentCameraCalibrationMethodsModels.pdf
• [3] Grammatikopoulos, L., Karras, G., Petsa, E. and Kalisperakis, I. (2006). A unified approach for automatic camera calibration from vanishing points, Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XXXVI-5, http://www.isprs.org/proceedings/XXXVI/part5/paper/1261_Dresden06.pdf
• [4] Hamid, N.F.H. and Ahmad, A. (2014). Calibration of high resolution digital camera based on different photogrammetric methods. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 18, (2014) 012030, 6 pages.
• [5] Kolecki, J. and Tokarczyk, R. (2007). Automatyczna identyfikacja punktów pola testowego AGH z wykorzystaniem pakietu MATLAB. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 17a, 363-373.
• [6] Kolecki, J. (2013). Wyznaczanie elementów orientacji zewnętrznej zdjęć naziemnych z wykorzystaniem obserwacji fotogrametrycznych i inercyjnych oraz satelitarnego systemu pozycjonowani. Wydawnictwa Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie.
• [7] Kraus, K. (1997). Photogrammetry vol. 2. Advanced Methods and Applications. Ferd. Duemmlers Verlag, Bonn, 477-453.
• [8] Melo, R., Barreto, J. P. and Falcão, G. (2012). A New Solution for Camera Calibration and Real-Time Image Distortion Correction in Medical Endoscopy – Initial Technical Evaluation. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 59(3), 634-644.
• [9] Pastucha, E. (2012). Research on the Influence of the Approximated Principal Distance on the Accuracy of Orthophotoplans Out of Historic Polychrome (on Flat and Quasi-Flat Surface). Geomatics and Environmental Engineering, 6(3), 61-71.
• [10] Ricolfe-Viala, C. and Sanchez-Salmeron, A.-J. (2010). Correcting non-linear lens distortion in cameras without using a model. Optics & Laser Technology, 42, 628-639.
• [11] Van der Jeught, S., Buytaert, J. A. N. and Dirckx, J. J. J.(2013). Real-time geometric lens distortion correction using a graphics processing unit. Optical Engineering, 51(2), 5 pages.
• [12] Tokarczyk, R. and Boroń, A. (1999). Ocena dokładności rekonstrukcji obiektu z wykorzystaniem aparatu cyfrowego KODAK DC 260. Geodezja, 5(1), 123-133.
• [13] Tokarczyk R., and Boroń, A. (2000). Badanie cyfrowych aparatów fotograficznych dla potrzeb fotogrametrii bliskiego zasięgu. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 10(63-2), 63-10.
• [14] Tokarczyk, R., Kolecki, J. and Tokarczyk, P. (2007). Wykorzystanie aparatu cyfrowego telefonu komórkowego do wizualizacji 3D kapliczki. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 17b, 769-779.
• [15] Wróbel, A., Wróbel, Al. and Kadłubowski, D. (2011). Dystorsja obiektywów kamer termograficznych. Pomiary, Automatyka, Kontrola, 57(10), 1116-1119.