如何在OpenCV的calibrateCamera中固定畸变系数为0？

我正在学习OpenCV的calibrateCamera函数，目前希望将畸变系数固定为0，暂不考虑畸变因素。

# reprojection error, calibration matrix, distortion, rotation and translation vectors
ret, mtx, dist, rvecs, tvecs = cv2.calibrateCamera(
    [3d_points.astype(np.float32)], 
    [image_points.astype(np.float32)], 
    (img_raw.shape[1], img_raw.shape[0]), None, distCoeffs = np.zeros((5, 1),dtype=np.float32))

但输出中仍得到非零的畸变系数：

dist
array([[-0.06402103],
       [ 0.76996236],
       [ 0.05764124],
       [ 0.02921579],
       [-1.12958531]])

请问如何固定畸变系数，使其不被优化？

解决方案 #

在OpenCV中，calibrateCamera函数默认会对传入的distCoeffs进行优化，仅传入零矩阵无法锁定其值。要固定畸变系数为0，需通过设置标定标志位实现：

• 使用cv2.CALIB_FIX_K1至cv2.CALIB_FIX_K5标志，分别对应固定第1到第5个畸变系数；若要固定全部5个系数为0，需将这些标志位按位或组合。
• 配合传入初始值为零的distCoeffs矩阵，即可在标定过程中强制保持畸变系数不被优化。

修改后的代码如下：

# 组合标志位：固定所有5个畸变系数
flags = cv2.CALIB_FIX_K1 | cv2.CALIB_FIX_K2 | cv2.CALIB_FIX_K3 | cv2.CALIB_FIX_K4 | cv2.CALIB_FIX_K5

ret, mtx, dist, rvecs, tvecs = cv2.calibrateCamera(
    [3d_points.astype(np.float32)], 
    [image_points.astype(np.float32)], 
    (img_raw.shape[1], img_raw.shape[0]), 
    None, 
    distCoeffs=np.zeros((5, 1), dtype=np.float32),
    flags=flags
)

执行上述代码后，输出的dist将保持为初始的零矩阵，不会被优化调整。

若仅需忽略径向畸变（前3个系数），可仅设置对应标志位，例如：

flags = cv2.CALIB_FIX_K1 | cv2.CALIB_FIX_K2 | cv2.CALIB_FIX_K3

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mike Azatov