畸变
一、什么是畸变？
畸变（Distortion）是指光学系统对物体所成的像相对于物体本身产生的几何失真。它由透镜边缘与中心区域的横向放大倍率不一致引起。畸变仅改变物体的空间几何形状，而不影响图像的清晰度（分辨率）。
主要类型：
桶形畸变 (Barrel Distortion)： 边缘横向放大率小于中心，直线向外凸起，多见于广角镜头。
枕形畸变 (Pincushion Distortion)： 边缘横向放大率大于中心，直线向内凹陷，多见于长焦镜头。
髭形畸变 (Mustache Distortion)： 复合型高阶畸变，画面中心呈桶形而边缘转为枕形，常见于高性能复消色差镜头。
二、测试方法
根据原理的不同，常见的相机畸变测量方案大体可分为三类。
三、图卡选择
陈列图形法：
阵列图形法是畸变测量的主流方法，其核心是通过规则阵列特征点的坐标偏差来计算畸变量。不同图卡的设计侧重点不同，适用场景也各有差异。
| 图卡类型 | 产品图 | 核心优点 | 核心缺点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| 棋盘格 |  | 定位精度高，特征点密集，畸变拟合稳定 | 广角 / 鱼眼下易识别失败 | 研发阶段相机内参标定、 ISP 畸变校正系数拟合 |
| 点阵图 |  | 鲁棒性强，中心定位稳定；对模糊、噪声不敏感，广角 / 鱼眼边缘也能可靠识别。 | 理论精度略低于棋盘格 | 自动化产线、车载 / 手机摄像头质检 |
| SFR plus图卡 |  | 广角适配性强：通过预畸变设计，可支持最大 150° 视场角的成像系统测试，解决传统图卡在广角 / 鱼眼镜头下特征严重变形、无法识别的问题。 | 采样点稀疏，难拟合高阶畸变 | 超广角畸变验证、全景相机画质与角落分辨率测试 |
四、具体操作（陈列图形法为例）
4.1 测试前准备和图像采集
1. 将点状图/棋盘格测试卡吸附在中性灰背板上，左右居中、水平平齐；
2. 调整光源色温及亮度等级到目标值（推荐6500K，1000Lux），并保证测试卡表面均匀性达到90%以上；
3. 将设备固定在夹具中，需检查设备镜头有无脏污，若有则需使用干净的镜布进行擦拭，若镜头损坏则需更换设备；
4. 将三脚架、云台调平，调整画面，确保图像在充满画面的情况下，镜头表面和图卡表面相对平行且画面上下、左右对称；
5.使用激光测距仪精确测量镜头至图卡表面的距离并记录，便于后续数据复盘与结果核对，避免因距离偏差导致测算失误。
6. 等画面稳定后进行测试样张拍摄。
4.2 软件分析
1. 打开RIQA图像质量测试软件，点击畸变测试项，根据拍摄所选图卡选择对应测试项。
2. 把图片导入RIQA图像质量测试软件后，点击“开始”，软件自动分析畸变量。得出的结果如下图所示，，该结果包含多个测试项，如SMIA TV畸变值、横向色差LCA等
4.3结果解读
Distortion SMIA(%)为SMIA TV畸变实测值；Max LCA(%)为最大横向色差像素值百分比，其计算方法依据标准ISO 19084； Optical Distortion(%)为光学畸变百分比的值，其计算方法依据ISO 17850。
数据图：
(1) 光学和 SMIA TV 畸变曲线
绿色曲线为SMIA畸变的数据拟合曲线，蓝色曲线为Optical光学畸变的拟合曲线，红色十字为Optical的真实值，两条竖线分别为垂直方向和水平方向上Optical所对应的值，横坐标为到图像中心的像素值。若最大畸变百分比的值为正值，则为枕型畸变，若最大畸变百分比的值为负值，则为桶形畸变。
(2) 网格畸变效果图
将实测图像与理想状态下没有畸变的网格进行比较展示光学畸变。叠加在图像上的是没有畸变的笛卡尔网格。绿色细线将畸变的点的中心与没有畸变的对应点中心连接起来。
(3) 横向色差
图中绿、红、蓝、三条线分别代表RB,RG,BG上的横向色差值。可直接查看相机横向色差的实测结果值。
