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標定中存在的變換(射影變化、仿射變換等)

在標定過程中存在多種物理變換,在這裡進行整理,以便之後使用:

1. 剛性變換
只是物體的位置(平移變換)和朝向(旋轉變換)發生改變,而形狀不變,這樣得到的變換稱為剛性變換。
2. 等距變換
它相當於是平移變換(t)和旋轉矩陣(r)的複合,等距變換前後長度、面積、線線之間的角度都不變,自由度(1+2)變換矩陣如下:
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3. 相似變換
它其實就是等距變換和均勻縮放(S)的一種複合,類似於相似三角形,相似變換前後長度比、夾角等都不發生改變,自由度(1+2+1)。
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4. 仿射變換(正交變換)
它是平移變換(t)和一個非均勻變換(A)的複合,A是可逆矩陣,並不要求是正交矩陣。 其變換主要包括平移變換、旋轉變換、縮放變換(尺度變換)、傾斜變換(錯切變換、剪下變換、偏移變換)、翻轉變換,自由度6,放射變換的不變數:平行線、平行線的長度比例、面積的比例,仿射變換保持二維影象的平直性和平行性,但是角度會改變,(平直性是說變換後直線還是直線,圓弧還是圓弧,平行性:平行線還是平行線,直線上的位置順序不變)它能保持平行性,但是不能保持垂直性。
仿射變換就是對影象的旋轉+平移+縮放+切變(shear),相比前兩種變換影象的形狀發生了改變,但是原圖中的平行線仍然保持平行。
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4. 射影變換(透視變換、投影變換)
射影變換是最一般的線性變換,其不再保持平行性,即是使得仿射變換產生非線性效應,從矩陣上觀察就是第三行一二列不再是0,這就是與仿射變換的本質區別。變換前後共點,共線,交比,相切,拐點,切線的不連續性和岐點保持不變。
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一圖展現不同變換(轉):
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