计算摄像学专题第13讲

计算摄像学
摄像学是一门研究如何通过拍摄、记录和处理图像来解决实际问题的学科。

它包括计算机视觉技术、图像处理、计算机图像处理、图像传感器技术、模式识别和其他影像技术等。

摄像学是一个复杂的领域，其中包括多种技术，比如数字图像处理、光学及物理原理等。

摄像学的主要应用包括图像获取、自动识别、图像处理、智能视觉系统和机器视觉等。

它可以用来解决实际问题，如汽车自动停车、机器人导航、物体检测和识别、虚拟现实等。

摄像学可以更有效地应用于社会和工业领域，如环境监测、安全监管、医疗影像处理和机器人自主控制等。

摄像学的关键技术是照相和图像处理。

照相技术包括摄影术、摄像术、光学技术和摄像机控制等。

它们可以使图像处理的成果更加准确和更有效。

图像处理是摄像学的核心技术，它涉及数字图像处理、模式识别和虚拟现实等技术。

这些技术可以实现图像分析、模式识别和自动控制等功能。

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计算机视觉基础知识详解计算机视觉（Computer Vision）是一门涉及如何使计算机“看到”和理解图像的学科。

它结合了计算机科学、人工智能和机器学习等多个领域的知识，旨在开发算法和技术，使计算机能够模拟人类的视觉能力。

本文将详细介绍计算机视觉的基础知识，包括图像获取、图像处理、特征提取、目标检测和图像分类等方面。

一、图像获取图像获取是计算机视觉的起点。

图像可以通过相机、摄像机、扫描仪等设备获取。

数字图像是由离散的像素点组成，每个像素点包含了图像的亮度和颜色信息。

在计算机视觉中，我们需要了解图像的分辨率、色彩空间和图像格式等概念。

1. 分辨率：指图像中像素的密度，通常用像素数表示。

分辨率越高，图像越清晰，但同时也增加了计算机处理的负担。

2. 色彩空间：指用来描述图像色彩的模型。

常见的色彩空间有RGB、CMYK和HSV等。

3. 图像格式：常见的图像格式有JPEG、PNG、GIF等，不同的格式具有不同的压缩算法和特点。

二、图像处理图像处理是对获取到的图像进行预处理，以提高图像质量或者准备用于后续的处理任务。

常见的图像处理任务包括图像滤波、图像修复和图像增强等。

1. 图像滤波：使用一定的算法对图像进行模糊、锐化、降噪等操作，以改变图像的外观或者去除噪声干扰。

2. 图像修复：通过填充、插值等方法修复图像中的缺失或损坏部分。

3. 图像增强：增加图像的对比度、锐度或者色彩饱和度，以改善图像的视觉效果。

三、特征提取特征提取是计算机视觉中非常重要的一步，它将图像中的关键信息提取出来，用于后续的分析和处理。

常见的特征包括边缘、角点、纹理和颜色等。

1. 边缘检测：通过寻找图像中灰度级变化剧烈的地方，找出图像的边界信息。

2. 角点检测：角点是图像中具有明显角度变化的地方，可以用于图像匹配和目标跟踪。

3. 纹理分析：通过提取图像中的纹理信息，可以用于图像分类和目标检测等任务。

4. 颜色特征：颜色是图像中常用的一个特征，在图像分割和图像检索中有广泛的应用。

ai 摄影镜头公式
AI摄影镜头的公式是数据科学和计算机视觉的结合体，旨在通过使用人
工智能技术来改进摄影体验。

通过智能算法和机器学习技术，AI摄影镜头
可以实现更精确的对焦、曝光和色彩校正，从而提供更高质量的照片和视频。

在AI摄影镜头中，焦距、光圈和感光度是关键的参数。

焦距决定了镜头的视野范围，较短的焦距适合拍摄广角景物，而较长的焦距则适用于远距离
拍摄。

光圈是控制镜头进光量的调节器，较大的光圈能够让更多的光线通过，提高拍摄在低光环境中的表现能力。

感光度决定了相机对光线的敏感程度，
较高的感光度可用于拍摄在低亮度环境中的照片，但可能会导致图像噪点的
增加。

AI摄影镜头中的人工智能算法可以通过分析场景中的元素、颜色和亮度
来自动调整相机设置，以产生最佳的摄影效果。

例如，通过检测主体位置和
运动，AI摄影镜头可以实现追踪自动对焦，确保主题保持清晰。

同时，通
过分析环境光线和主题色彩，AI摄影镜头可以进行智能曝光补偿和自动白
平衡，使图像色彩更加准确自然。

AI摄影镜头还可以应用图像增强技术，通过图像去噪、去模糊和增加细
节来改善照片质量。

这些技术可以减少在拍摄过程中产生的噪点和模糊，同
时提高图像的清晰度和细节表现力。

AI摄影镜头的公式是基于数据科学和计算机视觉技术的结晶。

通过智能
算法的应用，AI摄影镜头可以提供更精确的对焦、曝光和色彩校正，从而
提供更高质量的照片和视频。

这些技术为摄影师和爱好者们带来了更便捷和
出色的摄影体验。

镜头计算方式范文镜头计算是指根据特定的参数和公式来计算出一个摄像机镜头的焦距、视角、景深和可视范围等参数。

这些参数对于拍摄者来说非常重要，因为它们直接影响着摄影作品的呈现效果。

下面将逐个介绍镜头计算的各个参数以及计算方式。

1. 焦距（Focal Length）焦距通常用毫米（mm）来表示，它决定了拍摄的视角，即被摄体在画面上的大小。

较小的焦距会产生广角视角，可拍摄更多的画面，视觉效果较宽广；而较大的焦距则会产生长焦视角，视觉效果较为集中和放大。

镜头的焦距计算通常可以通过以下公式得到：Focal Length = Image Width / (2 * tan(Angle of View / 2))其中，Image Width表示画面宽度，Angle of View表示所需视角。

2. 视角（Angle of View）视角是指摄像机镜头可以拍摄到的画面范围，在摄影中通常使用水平视角来描述。

视角通常用度数（°）表示，它可以影响到摄影作品的逼真程度和效果。

较大的视角可以捕捉到更多的画面，具有广角的特点；而较小的视角则具有长焦特点，局限于画面的一小部分。

视角可以通过以下公式计算得到：Angle of View = 2 * arctan (Image Width / (2 * Focal Length))3. 景深（Depth of Field）景深是指照片中清晰的范围，即在照片中焦点距离前后一定范围内清晰的区域。

景深的大小受到多个因素的影响，包括焦距、光圈和距离等。

较大的光圈和较短的焦距会导致较小的景深，拍摄物体前后的背景会模糊；而较小的光圈和较长的焦距会导致较大的景深，使整个画面都能保持清晰。

景深的计算需要知道以下参数：焦距、光圈、距离和相机传感器类型。

计算景深的公式复杂且多样。

其中，一种常用的计算公式为：Depth of Field = (2 * f² * N * CoC) / (S * S)其中，f表示焦距，N表示光圈值，CoC表示圆形光斑直径（也称为Circle of Confusion），S表示距离。

本讲中，所举的创新型人才示例，不包括下列哪个？@@@ 比尔盖茨乔布斯钱学森袁隆平本讲从水利科技创新的例子、水利的发展、大学的创新精神三个方面阐述了创新思维与专业研究正确@@@ 错误关于本讲谈到的创新精神，下列说法中正确的有哪些？死守前人经验@@@ 源于严谨的学风@@@ 注重科研诚信严格保密，拒绝交流讲者认为的我国制造科学与技术与工业发达国家相比的阶段性差距不包括下列哪个？自主创新能力不强资源紧张@@@ 人工成本高环境问题严重讲者引用了苏轼、范仲淹等人的诗句告诉我们在科研中要有崇高的理想和奉献精神。

正确@@@ 错误讲者认为制造科学与技术的发展趋势包含哪些：@@@ 与高新技术融合大规模批量生产@@@ 信息技术的应用大量采购国外成品讲者将生产、消费、资源开发利用等比喻成（），形象的说明人类发展过程中对全球环境的破坏性行为。

看不见的手@@@ 看不见的脚车轮洪水讲者认为，古文明消失发现发生于地球的局部，但是今天人类面临的问题大都是全球性问题。

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摄像机镜头的选择与计算闭路电视系统中摄像机镜头的选择和计算，在选择和计算镜头时提供了三种方法：公式计算法、查表法和图解法。

摄像机镜头是视频监视系统的最关键设备，它的质量（指标）优劣直接影响摄像机的整机指标。

因此，摄像机镜头的选择是否恰当既关系到系统质量，又关系到工程造价。

一、镜头的种类1、按镜头尺寸划分:摄像机镜头与摄像机一样也分为8.5mm(1/3in)、13mm(1/2in)、17mm(2 /3in)、19mm(3/4in)、25mm(1in)等多种，在选择摄像机镜头时，一般应与摄像机相对应，即13mm摄像机应选用13mm镜头。

2、按镜头类别划分：摄像机镜头分手动光圈镜头和自动光圈镜头两大类型，手动和自动调整都是为了调节光通量，使传感器感受的光量保持在最佳状态。

二、手动、自动光圈镜头的应用范围手动光圈镜头是最简单的镜头，适用于光照条件相对稳定的条件下。

手动光圈由数片金属薄片构成。

光通量靠镜头外径上的一个环调节。

旋转此圈可使光圈收小或放大。

在照明条件变化大的环境中或不是用来监视某个固定目标，应采用自动光圈镜头，比如在户外或人工照明经常开关的地方，自动光圈镜头的光圈的动作由马达驱动，马达受控于摄像机的视频信号。

手动光圈镜头和自动光圈镜头又有定焦距（光圈）镜头自动光圈镜头和电动变焦距镜头之分。

1、定焦距（光圈）镜头，一般与电子快门摄像机配套，适用于室内监视某个固定目标的场所作用。

定焦距镜头一般又分为长焦距镜头，中焦距镜头和短焦距镜头。

中焦距镜头是焦距与成像尺寸相近的镜头；焦距小于成像尺寸的称为短距镜头，短焦距镜头又称广角镜头，该镜头的焦距通常是28mm以下的镜头。

短焦距镜头主要用于环境照明条件差，监视范围要求宽的场合。

焦距大于成像尺寸的称为长焦距镜头，长焦距镜头又称望远镜头，这类镜头的焦距一般在150mm以上，主要用于监视较远处的景物。

2、手动光圈镜头，可与电子快门摄像机配套，在各种光线下均可使用。

计算摄像学计算摄像学是一门涉及计算机视觉、图像处理、计算机图形学等多个领域的交叉学科。

它的主要研究内容是如何利用计算机技术对图像进行处理、分析和识别，从而实现对图像的自动化处理和应用。

计算摄像学的研究内容主要包括以下几个方面：1. 图像处理：图像处理是计算摄像学的基础，它主要涉及对图像进行去噪、增强、分割、配准等处理，以提高图像的质量和准确性。

2. 计算机视觉：计算机视觉是计算摄像学的核心内容，它主要研究如何利用计算机技术对图像进行分析和识别，从而实现对图像的自动化处理和应用。

3. 计算机图形学：计算机图形学是计算摄像学的重要组成部分，它主要研究如何利用计算机技术对图像进行建模、渲染和动画等处理，以实现对图像的可视化呈现。

4. 机器学习：机器学习是计算摄像学的重要应用领域，它主要研究如何利用机器学习算法对图像进行分类、识别和分析等处理，以实现对图像的自动化处理和应用。

计算摄像学在很多领域都有广泛的应用，比如医学影像分析、智能交通系统、安防监控、虚拟现实等。

在医学影像分析方面，计算摄像学可以帮助医生对病人的影像进行分析和诊断，从而提高诊断的准确性和效率。

在智能交通系统方面，计算摄像学可以帮助交通管理部门对交通流量进行监测和管理，从而提高交通的安全性和效率。

在安防监控方面，计算摄像学可以帮助安防部门对监控画面进行分析和识别，从而提高安全防范的能力。

在虚拟现实方面，计算摄像学可以帮助开发者对虚拟场景进行建模和渲染，从而实现更加逼真的虚拟体验。

计算摄像学是一门非常重要的交叉学科，它的研究内容涉及多个领域，具有广泛的应用前景。

随着计算机技术的不断发展和进步，计算摄像学的研究和应用将会越来越广泛，为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。

多层加膜镜头加膜原理是应用光的干涉作用，在透镜表面镀上某一色光波长1/4厚的薄膜，就可将该波长的光的反射减到最小。

多层加膜提高透光能力，使透光力提高到吧97%，多层加膜在相机镜头上圈上MC表示。

第二节点位置与镜头中心十分接近，通常为于镜头中心略偏后一点。

第二节点即为“光学中心。

焦距与成像效果无限远的景物在焦平面结成清晰影像时，透镜的第二节点至焦平面的垂直距离。

变焦镜头焦距长短对成像效果的影响规律相等。

135相机镜头焦距得变化幅度6mm-2000mm焦距与视角成反比，与景深成反比。

口径采用最大光孔直径与焦距的比值表示。

数字越小，表示口径越大。

大口径镜头的优点1.便于在暗弱光线下手持相机现场光拍摄。

2.便于社区小景深，虚实结合的效果。

3.便于取得较高的快门速度。

标准镜头画幅36*24mm的135相机的标准镜头焦距为50mm。

画幅56*56mm的120相机则是75mm焦距。

广角镜头135相机，30mm焦距，70度视角。

超广角镜头135相机，22mm焦距，90度视角。

主要特性景深大，有利于把纵深度大的被摄体都清晰地表现在画面上。

视角大，透视感强畸形变相差较大远摄镜头135相机，200mm焦距，12度视角。

超远摄镜头135相机，300mm焦距，8度视角。

特性景深小，便于摄取虚实结合。

视角小，突出主题。

比例缩小，压缩了画面透视的纵深感。

畸变相差小。

鱼眼镜头焦距16mm，视角180。

第一篇透镜呈圆球形向外凸出，不能通常的滤镜，采用内置式透镜。

Zuiko8mm鱼眼镜头内装有uv镜，换个橙色红色滤镜。

变焦范围广角：20-40mm标准：35-70mm中远：70-210mm远射：200-400mm其他：28-135mm变焦倍率2times 20-40mm 35-70mm3times 35-105mm 70-210mm4times 50-200mm 35-135mm5times 28-135mm 50-250mm6times 35-210mm 50-300mm7times 28-200mm8times 24-200mm10times 28-300mm手动对焦单环推拉式双环转动式防抖动镜头简称AS anti-shake 或者IS image stabilizer光学防抖，改善由于抖动对影像清晰度的影响Ccd防抖技术，可避免光学防抖技术可能产生的球差问题。

摄影测量学复习资料（全）48033知识讲解⼀、名词解释1、解析相对定向：根据同名光线对对相交这⼀⽴体相对内在的⼏何关系，通过量测的像点坐标，⽤解析计算⽅法解求相对定向元素，建⽴与地⾯相似的⽴体模型，确定模型点的三维坐标。

2、GPS辅助空中三⾓测量：将基于载波相位观测量的动态 GPS 定位技术获取的摄影中⼼曝光时刻的三维坐标作为带权观测值，引⼊光束法区域⽹平差中，整体求解影像外⽅位元素和加密点的地⾯坐标，并对其质量进⾏评定的理论和⽅法。

3、主合点：地⾯上⼀组平⾏于摄影⽅向线的光束在像⽚上的构像4、核线：⽴体像对中，同名光线与摄影基线所组成核⾯与左右像⽚的交线。

5、航向重叠：同⼀条航线上相邻两张像⽚的重叠度。

6、旁向重叠：两相邻航带摄区之间的重叠。

7、影像匹配：利⽤互相关函数，评价两块影像的相似性以确定同名点8、影像的内⽅元素：是描述摄影中⼼与像⽚之间相关位置的参数。

9、影像的外⽅元素：描述像⽚在物⽅坐标的位置和姿态的参数。

10、景深：远景与近景之间的纵深距离称为景深11、空间前⽅交会：由⽴体像对中两张像⽚的内、外⽅位元素和像点坐标来确定相应地⾯点的地⾯坐标的⽅法，称为空间前⽅交会。

12、空间后⽅交会：利⽤⼀定数量的地⾯控制点，根据共线条件⽅程或反求像⽚的外⽅位元素这种⽅法称为单张像⽚的空间后⽅交会。

13、摄影基线：相邻两摄站点之间的连线。

14、像主点：像⽚主光轴与像平⾯的交点。

15、⽴体像对：相邻摄站获取的具有⼀定重叠度的两张影像。

16、数字影像重采样：当欲知不位于采样点上的像素值时，需进⾏灰度重采样。

17、核⾯：过摄影基线与物⽅任意⼀点组成的平⾯。

18、中⼼投影：所有投影光线均经过同⼀个投影中⼼。

19、单模型绝对定向：相对定向所构建的⽴体模型经平移、缩放、旋转后纳⼊到地⾯坐标系中的过程相对定向：根据⽴体像对内在的⼏何关系恢复两张像⽚之间的相对位置和姿态，使同名光线对对相交，建⽴与地⾯相似的⽴体模型。