Класс для нахождения коэффициентов для конкретной линзы (с помощью которой было снято видео) Подробнее...

#include <camera_calibrator.h>

Открытые члены
	CameraCalibrator (std::string chessboards_path)
	Конструктор этого класса Подробнее...

int	ExecuteCameraCalibration ()

Закрытые члены
int	LoadImages (std::string chessboards_path)
	Загружает фотографии (изображения) шахматных досок в память из пути к папке. Подробнее...

Mat	ReadNextImage (std::string path)
	Считывает новое изображение и увеличивает переменную chessboard_amount_ на один Подробнее...

void	AddTips (Mat &frame, std::string tip)
	По аналогии с FrameHandler::AddTips добавляет подсказки пользователя. В данном случае это - номер текущего обрабатываемого кадра и общее кол-во кадров. . Подробнее...

bool	FindCorners (Mat input_frame, Size pattern_size, std::vector< Point2f > &corners)
	Находит шахматный паттерн размером, заданным в конструкторе класса (CameraCalibrator::CameraCalibrator) Подробнее...

void	SaveFoundParamsToFile (Mat camera_matrix, Mat dist_coeffs_2be_written)
	Сохраняет найденные параметры (коэффициенты fx, fy, cx, cy), необходимые для удаления дисторсии Подробнее...

Закрытые данные
std::string	chessboards_folder_path_
	Путь к папке с фотографиями "шахматной доски". Подробнее...

int	chessboards_amount_
	Количество фотографий шахматных досок (находится в CameraCalibrator::LoadImages) Подробнее...

std::vector< Mat >	images_with_chessboard_
	Вектор загруженных фотографий с шахматными досками Подробнее...

VideoCapture *	input_cap_
	"Поток" из кадров входного видео (последовательности) Подробнее...

double	frame_width_
	Ширина кадра Подробнее...

double	frame_height_
	Высота кадра Подробнее...

std::string	winname_
	Название окна Подробнее...

std::string	txt_file_name_
	Путь к текстовому файлу, в который будут сохранены найденные коэффициенты Подробнее...

Mat	camera_matrix_
	Матрица, в которой находятся найденные коэффициенты px, py, cx, cy. Подробнее...

Mat	distortion_coefficients_
	Коэффициенты дисторсии Подробнее...

std::vector< Mat >	rotation_vector_

std::vector< Mat >	translation_vector_

std::vector< Point2f >	corners_
	Найденные узлы шахматной доски, найденные на конкретном изображении Подробнее...

std::vector< std::vector< Point2f > >	vec_of_corners_
	Контейнер для хранения найденных узлов шахматных досок Подробнее...

Size	pattern_size_
	Размер паттерна, по которому будут искаться шахматные доски Подробнее...

double	fx_
	Коэффициент матрицы VideoUndistorter::camera_matrix_. Подробнее...

double	fy_
	Коэффициент матрицы VideoUndistorter::camera_matrix_. Подробнее...

double	px_
	Коэффициент матрицы VideoUndistorter::camera_matrix_. Подробнее...

double	py_
	Коэффициент матрицы VideoUndistorter::camera_matrix_. Подробнее...

Подробное описание

Класс для нахождения коэффициентов для конкретной линзы (с помощью которой было снято видео)

Объект класса осуществляет чтение кадров/фотографий с шахматной доской в различных местах на кадре и вычисляет коэффициенты матрицы [] линзы TODO: добавить вид этой матрицы (3 х 3)

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 29

Конструктор(ы)

◆ CameraCalibrator()

CameraCalibrator::CameraCalibrator ( std::string chessboards_path )

Конструктор этого класса

Аргументы

chessboards_path имя (путь) к папке с изображениями шахматных досок

Заметки: VideoUndistorter

См. определение в файле camera_calibrator.cpp строка 3

                                                             :
    chessboards_folder_path_{ chessboards_path },
    winname_{ "Camera Calibrator" }
{
    // наших углов должен быть 10 и 7 по горизонтали и вертикали соответственно
    pattern_size_ = Size(10, 7);
 
    txt_file_name_ = "parameters.txt";
    namedWindow(winname_, WINDOW_NORMAL);
}

◆ ~CameraCalibrator()

CameraCalibrator::~CameraCalibrator ( )

См. определение в файле camera_calibrator.cpp строка 14

{
    destroyWindow(winname_);
}

Методы

◆ AddTips()

void CameraCalibrator::AddTips	(	Mat &	frame,
		std::string	tip
	)

private

По аналогии с FrameHandler::AddTips добавляет подсказки пользователя. В данном случае это - номер текущего обрабатываемого кадра и общее кол-во кадров.
.

Аргументы

frame	кадр, на который будут добавлены подсказки
tip	строка с подсказкой

Необходимо сделать:: Вынести её в какой-то отдельный модуль, чтобы не было дублирования кода

См. определение в файле camera_calibrator.cpp строка 152

{
    int font = FONT_HERSHEY_PLAIN;
    double font_scale = 1.5;
    int thickness = 2;
 
    putText(
        frame,
        tip,
        Point(frame.cols * 0.05, frame.rows * 0.05),
        font,
        font_scale,
        Scalar(0, 255, 0),
        thickness
    );
}

◆ ExecuteCameraCalibration()

int CameraCalibrator::ExecuteCameraCalibration ( )

См. определение в файле camera_calibrator.cpp строка 19

{
    std::cout << "Starting camera calibration..." << std::endl;
 
    // Загружаем изображения в память
    LoadImages(chessboards_folder_path_);
 
    auto it = images_with_chessboard_.begin();
    while (it != images_with_chessboard_.end())
    {
        Mat current_image = *it;
        if (FindCorners(current_image, pattern_size_, corners_))
        {
            std::cout << "Pattern found" << std::endl;
            drawChessboardCorners(current_image, pattern_size_, corners_, true);
            vec_of_corners_.push_back(corners_);
        }
 
        it++;
        AddTips(current_image, "Current frame: " + std::to_string(std::distance(images_with_chessboard_.begin(), it)) + "/" + std::to_string(images_with_chessboard_.size()));
        imshow(winname_, current_image);
 
        int code = waitKey(20);
        switch (code)
        {
            // Пауза
            // Клавиши - пробел (ASCII code)
        case 32:
        {
            waitKey(0);
            break;
        }
        case 'q':
        {
            it = images_with_chessboard_.end();
            return 0;
            break;
        }
        }
    }
 
    // Создаем координатную плоскость
    std::vector<Point3f> object_points;
    for (int i = 0; i < pattern_size_.height; i++)
    {
        for (int j = 0; j < pattern_size_.width; j++)
        {
            object_points.push_back(Point3f(i, j, 0));
        }
    }
    std::vector<std::vector<Point3f>> vec_of_object_points(vec_of_corners_.size());
    for (int i = 0; i < vec_of_corners_.size(); i++)
    {
        vec_of_object_points[i] = object_points;
    }
 
    std::cout << "Camera calibration..." << std::endl;
    float error = calibrateCamera
    (
        vec_of_object_points,
        vec_of_corners_,
        Size(frame_height_, frame_width_),
        camera_matrix_,
        distortion_coefficients_,
        rotation_vector_,
        translation_vector_
    );
    std::cout << "Error is " << error << std::endl;
    std::cout << "camera_matrix_ is " << camera_matrix_ << std::endl;
    std::cout << "distortion_coefficients_ is " << distortion_coefficients_ << std::endl;
 
    for (int i = 0; i < rotation_vector_.size(); i++)
    {
        std::cout << "rotation_vector_ is " << rotation_vector_[i] << std::endl;
    }
    for (int i = 0; i < translation_vector_.size(); i++)
    {
        std::cout << "translation_vector_ is " << translation_vector_[i] << std::endl;
    }
 
    // saving found parameters to a txt file
    SaveFoundParamsToFile(camera_matrix_, distortion_coefficients_);
    return 1;
}

◆ FindCorners()

bool CameraCalibrator::FindCorners	(	Mat	input_frame,
		Size	pattern_size,
		std::vector< Point2f > &	corners
	)

private

Находит шахматный паттерн размером, заданным в конструкторе класса (CameraCalibrator::CameraCalibrator)

Аргументы

input_frame	кадр, на котором будет осуществлён поиск паттерна
pattern_size	размер паттерна (по дефолту я выбрал 6х9)
corners	адрес на вектор, в который будут записаны найденные координаты узлов паттерна

Возвращает: true - в случае, если паттерн нашёлся, false - в противном случае

См. определение в файле camera_calibrator.cpp строка 169

{
    Mat gray_frame;
    if (input_frame.channels() > 2)
        cvtColor(input_frame, input_frame, COLOR_BGR2GRAY);
 
    input_frame.copyTo(gray_frame);
 
    bool pattern_found = findChessboardCorners
    (
        gray_frame,
        pattern_size,
        corners,
        CALIB_CB_ADAPTIVE_THRESH + CALIB_CB_NORMALIZE_IMAGE + CALIB_CB_FAST_CHECK
    );
 
    if (pattern_found)
        cornerSubPix
        (
            gray_frame, corners,
            Size(11, 11), // window size
            Size(-1, -1), // zero zone
            TermCriteria(TermCriteria::EPS + TermCriteria::COUNT, 40, 0.001)
        );
 
    return pattern_found;
}

◆ LoadImages()

int CameraCalibrator::LoadImages ( std::string chessboards_path )

private

Загружает фотографии (изображения) шахматных досок в память из пути к папке.

Заметки: По умолчанию название изображений в пути должно быть по типа: "<номер изображения>.png"

См. определение в файле camera_calibrator.cpp строка 105

{
    Mat image_with_chessboard;
    std::string image_name = chessboards_path;
    chessboards_amount_ = 0;
    
    image_with_chessboard = ReadNextImage(image_name);
 
    // Инициализируем ширину и высоту кадра
    frame_width_ = image_with_chessboard.size().width;
    frame_height_ = image_with_chessboard.size().height;
 
    while (!image_with_chessboard.empty())
    {
        images_with_chessboard_.push_back(image_with_chessboard);
        imshow(winname_, image_with_chessboard);
        image_with_chessboard = ReadNextImage(image_name);
 
        int code = waitKey(20);
        switch (code)
        {
            // Пауза
            // Клавиши - пробел (ASCII code)
        case 32:
        {
            waitKey(0);
            break;
        }
        case 'q':
        {
            return 0;
            break;
        }
        }
    }
    return 1;
}

◆ ReadNextImage()

Mat CameraCalibrator::ReadNextImage ( std::string path )

private

Считывает новое изображение и увеличивает переменную chessboard_amount_ на один

Аргументы

path	путь к папке с изображениями

Возвращает: cv::Mat прочитанное изображение

См. определение в файле camera_calibrator.cpp строка 143

{
    Mat image;
    path += std::to_string(chessboards_amount_++);
    path += EXTENTION;
    image = imread(path);
    return image;
}

◆ SaveFoundParamsToFile()

void CameraCalibrator::SaveFoundParamsToFile	(	Mat	camera_matrix,
		Mat	dist_coeffs_2be_written
	)

private

Сохраняет найденные параметры (коэффициенты fx, fy, cx, cy), необходимые для удаления дисторсии

Аргументы

camera_matrix	матрица, которая будет записана в файл
dist_coeffs_2be_written	коэффициенты дисторсии, которые будут записаны в файл

См. определение в файле camera_calibrator.cpp строка 197

{
    std::string filename = HelperFunctions::GenerateCsvFilename("parameters_");
 
    fx_ = camera_matrix.at<double>(0, 0);
    fy_ = camera_matrix.at<double>(1, 1);
    px_ = camera_matrix.at<double>(0, 2);
    py_ = camera_matrix.at<double>(1, 2);
 
    std::vector<double> distortion_coefficients;
    distortion_coefficients =
    {
        dist_coeffs_2be_written.at<double>(0,0),
        dist_coeffs_2be_written.at<double>(0,1),
        dist_coeffs_2be_written.at<double>(0,2),
        dist_coeffs_2be_written.at<double>(0,3),
        dist_coeffs_2be_written.at<double>(0,4)
    };
 
    std::ofstream file;
    file.open(filename, std::ios::out | std::ios::trunc);
 
    file << "fx;" + HelperFunctions::ToStringWithPrecision(fx_) << std::endl;
    file << "fy;" + HelperFunctions::ToStringWithPrecision(fy_) << std::endl;
    file << "px;" + HelperFunctions::ToStringWithPrecision(px_) << std::endl;
    file << "py;" + HelperFunctions::ToStringWithPrecision(py_) << std::endl;
    file << "dist;" + HelperFunctions::ToStringWithPrecision(distortion_coefficients[0]) + ";" + HelperFunctions::ToStringWithPrecision(distortion_coefficients[1])
        + ";" + HelperFunctions::ToStringWithPrecision(distortion_coefficients[2]) + ";" + HelperFunctions::ToStringWithPrecision(distortion_coefficients[3]) + ";" + HelperFunctions::ToStringWithPrecision(distortion_coefficients[4]);
 
    file.close();
}

Данные класса

◆ camera_matrix_

Mat CameraCalibrator::camera_matrix_

private

Матрица, в которой находятся найденные коэффициенты px, py, cx, cy.

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 112

◆ chessboards_amount_

int CameraCalibrator::chessboards_amount_

private

Количество фотографий шахматных досок (находится в CameraCalibrator::LoadImages)

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 84

◆ chessboards_folder_path_

std::string CameraCalibrator::chessboards_folder_path_

private

Путь к папке с фотографиями "шахматной доски".

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 80

◆ corners_

std::vector<Point2f> CameraCalibrator::corners_

private

Найденные узлы шахматной доски, найденные на конкретном изображении

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 122

◆ distortion_coefficients_

Mat CameraCalibrator::distortion_coefficients_

private

Коэффициенты дисторсии

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 116

◆ frame_height_

double CameraCalibrator::frame_height_

private

Высота кадра

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 100

◆ frame_width_

double CameraCalibrator::frame_width_

private

Ширина кадра

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 96

◆ fx_

double CameraCalibrator::fx_

private

Коэффициент матрицы VideoUndistorter::camera_matrix_.

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 134

◆ fy_

double CameraCalibrator::fy_

private

Коэффициент матрицы VideoUndistorter::camera_matrix_.

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 138

◆ images_with_chessboard_

std::vector<Mat> CameraCalibrator::images_with_chessboard_

private

Вектор загруженных фотографий с шахматными досками

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 88

◆ input_cap_

VideoCapture* CameraCalibrator::input_cap_

private

"Поток" из кадров входного видео (последовательности)

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 92

◆ pattern_size_

Size CameraCalibrator::pattern_size_

private

Размер паттерна, по которому будут искаться шахматные доски

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 130

◆ px_

double CameraCalibrator::px_

private

Коэффициент матрицы VideoUndistorter::camera_matrix_.

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 142

◆ py_

double CameraCalibrator::py_

private

Коэффициент матрицы VideoUndistorter::camera_matrix_.

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 146

◆ rotation_vector_

std::vector<Mat> CameraCalibrator::rotation_vector_

private

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 117

◆ translation_vector_

std::vector<Mat> CameraCalibrator::translation_vector_

private

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 118

◆ txt_file_name_

std::string CameraCalibrator::txt_file_name_

private

Путь к текстовому файлу, в который будут сохранены найденные коэффициенты

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 108

◆ vec_of_corners_

std::vector<std::vector<Point2f> > CameraCalibrator::vec_of_corners_

private

Контейнер для хранения найденных узлов шахматных досок

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 126

◆ winname_

std::string CameraCalibrator::winname_

private

Название окна

См. определение в файле camera_calibrator.h строка 104

Объявления и описания членов классов находятся в файлах:

C:/Users/seeyo/source/repos/Visual-Vibration-Tracking-V2/include/CamCalib/camera_calibrator.h
C:/Users/seeyo/source/repos/Visual-Vibration-Tracking-V2/source/camera_calibrator.cpp

Открытые члены

Закрытые члены

Закрытые данные

Подробное описание

Конструктор(ы)

◆ CameraCalibrator()

◆ ~CameraCalibrator()

Методы

◆ AddTips()

◆ ExecuteCameraCalibration()

◆ FindCorners()

◆ LoadImages()

◆ ReadNextImage()

◆ SaveFoundParamsToFile()

Данные класса

◆ camera_matrix_

◆ chessboards_amount_

◆ chessboards_folder_path_

◆ corners_

◆ distortion_coefficients_

◆ frame_height_

◆ frame_width_

◆ fx_

◆ fy_

◆ images_with_chessboard_

◆ input_cap_

◆ pattern_size_

◆ px_

◆ py_

◆ rotation_vector_

◆ translation_vector_

◆ txt_file_name_

◆ vec_of_corners_

◆ winname_