如何用针孔相机模型解释相机的自动对焦?

How can the auto-focus of camera be explained using pinhole camera model?

在真实相机中移动自动对焦不会改变焦距、旋转或针孔相机模型中的任何其他相机参数。但是,它确实会移动图像平面并影响景深。这怎么可能?

我明白现实世界中相机的复杂机制无法用针孔相机模型轻松解释。但是,我认为当我们在各种实际计算机视觉应用程序中使用这个简化模型时,它们之间应该存在一些 link。

简答:不能。针孔相机模型没有'focus'.

的概念

一个更有趣的问题是,我认为,改变焦距对镜头+相机组合的针孔近似的影响,近似本身被估计,例如,通过相机校准程序。

使用 "ordinary" 具有适度非线性失真的消费型镜头,通常会观察到以下方面的显着变化:

  • 主点的位置(无论如何都很难精确估计,并且与失真中心混淆)
  • 非线性失真量(尤其是使用更便宜的镜头和宽 FOV)。
  • "effective" 视野 - 由于非线性失真的变化会 "pull-in" 边缘处的视野更宽或更窄。

最后一项意味着校准焦距的变化,这有时对新手来说是"surprising",他们被教导镜头的焦距和焦距不会混淆。为了让自己相信 FOV 变化确实发生了,请想象未失真图像的边界框,在常见的桶形失真情况下,它是 "butterfly" 形状的。针孔模型 FOV 角是图像半宽与校准近似值与物理焦距(传感器与镜头最后一个光学表面之间的距离)之比的反正切值的两倍。改变扭曲会拉伸或挤压半宽值。