lensdistorsie

Lensdistorsie is een optisch verschijnsel waarbij de projectie van rechte lijnen op een beeldsensor afwijkt van een rechte. In opnames kunnen rechte lijnen krom reageren, vooral bij lenzen met een grote beeldhoek. Dit verschijnsel is relevant voor zowel fotografie als computer vision en metingen die geometrische nauwkeurigheid vereisen.

Er zijn verschillende soorten distorsie. Radiale vervorming is het meest voorkomend en onderverdeeld in barrelvervorming (lijnen buigen naar buiten, vaak bij korte brandpunten) en pincushionvervorming (lijnen buigen naar binnen, vaker bij lange brandpunten). Er is ook snorvormige vervorming (moustache), een combinatie van krachten die zowel naar buiten als naar binnen werkt, afhankelijk van afstand tot het beeldcentrum. Tangentiële vervorming ontstaat door misalignement van sensor en lensas en veroorzaakt mogelijk ook krommingen.

Oorzaken liggen in de optische ontwerpprincipes en fabricage. De belichting en lichtbreking door meerdere lenzen, decentrering van elementen, en de relatie tussen sensorvlak en optische as bepalen de mate en aard van de vervorming. Grotere beeldhoeken en zoomlenzen versterken doorgaans de vervorming.

Meting en modellering gebeuren via camera calibratie met bekende patronen, zoals een schaakbord, om distortiecoëfficiënten te schatten. Veel gebruikte modellen zijn op basis van radiale coëfficiënten k1, k2 en tangentiële coëfficiënten p1, p2 (Brown-Conrady). Correctie vindt plaats in-camera of in post-productie met lensprofielen en undistortion-algoritmen.

Toepassingen en belang: in architectuur, cartografie en wetenschappelijke metingen is het corrigeren van lensdistorsie cruciaal voor metrische nauwkeurigheid. Beperkingen zijn variërende vervorming over het beeld en tijdafhankelijke veranderingen bij zoomlenzen, waardoor volledige correctie lastig kan zijn.