Kamerageometrian vaikutus panoraamakuvan laatuun

Abstract

Panoraamakamerat eli erittäin laajan kuvakulman kuvia ottavat kamerat ovat perinteisesti perustuneet erikoisvalmisteisiin peili- ja sensoriyhdistelmiin. Laskentatehon kasvu on kuitenkin mahdollistanut ohjelmallisen eri kameroiden kuvia yhdistelemällä toteutettavan panoraamakuvan muodostuksen. Menetelmissä kaksi tai useampi kameraa asetetaan lähekkäin kuvaamaan hieman lomittaisia aloja kuvattavasta kohteesta. Tässä työssä tutkittiin kamerageometrian vaikutusta kuvanlaatuun usean kameran kuvien yhdistämiseen perustuvissa panoraamakamerajärjestelmissä. Kamera- geometrialla tarkoitetaan yksittäisen kameran sijaintia ja kuvaussuuntaa suhteessa toisiin kameroihin, sekä kameran ominaisuuksia, jotka määrittävät miten kamera muodostaa kuvan ympäristöstä. Panoraamakameroita tarkasteltaessa kamerageometria laajennetaan käsittämään myös usean kameran sijainnit ja kuvaussuunnat suhteessa toisiinsa. Kamerageometriaan pohjautuvan panoraamakuvanmuodostuksen teorian pohjalta tunnistettiin kuvanmuodostuksen lopputulokseen vaikuttavat kuvanlaadun tekijät. Näiden pohjalta johdettiin kuvanlaadun ja kamerageometrian suhdetta kuvaava malli. Mallin sopivuutta testattiin toteuttamalla panoraamakamerajärjestelmällä mittaussarjat, joissa järjestelmän kamerageometriaa vaihdeltiin yksittäisten mittausten välillä. Kehitetty teoreettinen malli selitti mittaustulokset 0,999 selitysasteella. Mallia on siis erittäin selitysvoimainen, joten sen pohjalta voidaan johtaa konkreettisia suuntaviivoja panoraamakamerasysteemien kamerageometrian suunnitteluun.