Калібрування камери це процес визначення параметрів моделі камери з точковою діафрагмою, які описують камеру що виконує дану фотографію або відео. Зазвичай, параметри камери представляються у вигляді матриці 3 × 4, яка називається матрицею камери.
Для задання положення двовимірної точки відповідно до координат пікселя, зазвичай, використовують трійку чисел . використовується для представлення позиції точки в тривимірних координатах. Вони задаються у розширеній нотації однорідних координат, що є найбільш поширеним способом позначення в робототехніці при перетворенні твердих тіл.
Відповідно до моделі камери з точковою діафрагмою[en], для вираження проективного перетворення із світових координат в координати пікселів напряму використовується матриця камери.
Внутрішні параметри
Матриця внутрішніх параметрів містить 5 значень. Ці параметри задають фокусну відстань, розмір сенсору зображення, і принципову точку.
Параметри і представляють фокусну відстань в координатах пікселів, де і є коефіцієнтами масштабування відповідних пікселів для визначення відстаней і is the фокальна відстань виражена в відстані.
[1] задає коефіцієнт нахилу між осями x і y, що зазвичай 0.
і задають принципову точку, яка в ідеалі має знаходитись в центрі зображення.
Нелінійні внутрішні параметри такі як дисторсія об'єктиву також важливі, хоча вони не можуть включатися в модель лінійної камери, яка описується матрицею внутрішніх параметрів.
Зовнішні параметри
є зовнішніми параметрами які задають перетворення системи координат із тривимірних світових координат в тривимірні координати камери. Іншими словами, зовнішні параметри описують положення центру камери і напрям зору камери в світових координатах. це координати початку координат світової системи виражені в системі координат прив'язаній до камери. часто плутають розглядаючи її як позицію камери. Положення камери, , виражене в світових координатах дорівнюватиме (де є матрицею повороту).
При використанні камери, світло із зовнішнього середовища фокусується на площину зображення і робиться знімок. В результаті цього процесу отримуються проєкція даних відзнятих камеру із три вимірного в двовимірний простір(світло із 3D сцени збирається у двовимірне зображення). Кожен піксель зображення відповідає променю світла від початкової реальної сцени. Калібрування камери дозволяє визначити як вхідні світлові промені пов'язані з кожним пікселем на вихідному зображенні. Для ідеальної камери-обскура, простої проективної матриці буде достатньо аби це зробити. Для більш складних систем об'єктивів, помилки що є результатом не ідеального вирівнювання лінз і деформації їх структури може призвести до більш складних видів дисторсії в вихідному зображенні.
Матриця проєкції камери походить від внутрішніх і зовнішніх параметрів камери, і зазвичай представляється у вигляді послідовності перетворень; тобто, матрицею внутрішніх параметрів, 3 × 3 матрицею повороту, і вектором переміщення. Матриця проектування камери може використовуватись для зв'язування точок в просторі зображення камери із координатами тривимірного світу.
Калібрування камери часто застосовується в застосуваннях стерео бачення де матриці проектування камери двох камер використовуються аби розрахувати координати 3D світу для точки, яку бачать обидві камери.