魚眼レンズとは何か、そして魚眼効果の種類とは?

A 魚眼レンズ魚眼レンズは、パノラマレンズとも呼ばれる超広角レンズです。一般的に焦点距離が16mm以下のレンズを魚眼レンズとみなしますが、工学的には、視野角が140度を超えるレンズをまとめて魚眼レンズと呼びます。実際には、視野角が270度を超える、あるいは270度に達するレンズもあります。魚眼レンズは、樽型歪みが大きい望遠レンズとは反対のレンズ群です。このレンズの前面レンズは放物線状に前方に突き出ており、その形状が魚の目に似ていることから「魚眼レンズ」と呼ばれ、その視覚効果は魚が水面上のものを見ている様子に似ています。

魚眼レンズ01

魚眼レンズ

魚眼レンズは、広い視野角を得るために、人工的に大量の樽型歪みを導入することに依存しています。そのため、画像の中心にある物体を除いて、直線であるべき他の部分には一定の歪みが生じ、その用途に多くの制約が生じます。たとえば、セキュリティ分野では、魚眼レンズは複数の通常のレンズの代わりに広範囲を監視することができます。視野角は180度以上に達するため、監視の死角はほとんどありません。しかし、画像の歪みにより、人間の目で物体を認識することが難しくなり、監視能力が大幅に低下します。もう1つの例はロボット工学の分野で、自動ロボットは周囲のシーンの画像情報を収集して識別し、それに応じた動作を行う必要があります。

もし魚眼レンズ魚眼レンズを使用すると、収集効率を2~4倍に向上させることができますが、収差によってソフトウェアによる識別が困難になります。では、魚眼レンズで撮影した画像をどのように認識すればよいのでしょうか?画像内のオブジェクトの位置を識別するアルゴリズムが提供されています。しかし、ソフトウェアの計算複雑性のため、複雑な図形の認識を実現することも困難です。そのため、現在一般的に用いられている方法は、一連の変換によって画像の歪みを除去し、正常な画像を取得してから識別することです。

魚眼レンズ02

補正前と補正後の魚眼レンズ画像

画像円とセンサーの関係は以下のとおりです。

魚眼レンズ03

画像円とセンサーの関係

元は、魚眼レンズ魚眼レンズは、撮像過程で生じる樽型歪みによる独特の美的効果のため、かつては写真撮影にのみ使用されていました。近年では、広角撮影、軍事、監視、パノラマシミュ​​レーション、球面投影などの分野で広く利用されるようになりました。他のレンズと比較して、魚眼レンズは軽量かつ小型であるという利点があります。


投稿日時:2022年1月29日