Redressement de l'horizon

Lorsque vous installez une caméra multicapteur panoramique, vous inclinez généralement ses capteurs pour capturer une plus grande partie du sol et une moindre partie du ciel. Mais en raison de la manière dont l'image est projetée, l'inclinaison entraîne une déformation de l'horizon dans l'image panoramique grand angle qui en résulte.

Le redressement de l'horizon est une fonction des caméras multicapteurs qui compense l'inclinaison. En redressant l'horizon et en supprimant la distorsion, cette fonction améliore l'expérience visuelle et fournit une image qui est perçue comme étant droite. Tous les objets qui sont verticaux dans la vie réelle restent verticaux également dans l'image.

En raison de la projection, les coins de l'image redressée manqueront de certaines informations du capteur. Ces zones peuvent être préservées (affichées en tant que pixels noirs) ou légèrement étirées pour remplir les coins, selon les préférences de l'utilisateur. Dans les deux cas, le champ de vision maximal est maintenu le long de l'horizon.

Le redressement de l'horizon est une fonction des caméras panoramiques multicapteurs permettant de fournir une image visuellement attrayante qui est perçue comme étant droite. Cette fonction permet de compenser l'inclinaison de la caméra qui, sinon, courberait l'horizon. Les effets secondaires de cette compensation sont automatiquement pris en charge pour maintenir le champ de vision et préserver une image rectangulaire.

Ce livre blanc explique brièvement comment fonctionne le redressement de l'horizon et comment il peut bénéficier aux utilisateurs de caméras panoramiques.

Les caméras panoramiques multicapteurs utilisent plusieurs capteurs pour fournir une vue panoramique grand angle unique. Grâce aux progrès récents dans le développement d'algorithmes d'assemblage, les images de tous les capteurs sont assemblées de manière fluide pour former une image continue, sans bords, espaces, chevauchements ou différences de couleur visibles entre la contribution de chaque capteur à l'image globale.

Lorsque vous installez une caméra multicapteur, vous inclinez généralement la caméra (ou plutôt les capteurs) pour capturer une plus grande partie du sol et une moindre partie du ciel. Cela fait que l'horizon est courbé parce qu'il n'est pas au milieu de l'image.

La façon dont l'image est projetée dans une caméra panoramique exige que tout ce qui se trouve dans la vue soit plié autour d'une ligne centrale. Pour optimiser l'utilisation de chaque capteur d'image, l'image est généralement projetée de manière à ce que cette ligne soit au centre de l'image. Si l'horizon se trouve sur la ligne centrale, il sera droit. Mais si la caméra a été inclinée de telle sorte que l'horizon ne se trouve pas au milieu de l'image, l'horizon sera courbé.

L'image panoramique ci-dessus est entièrement fonctionnelle mais l'expérience visuelle pourrait être encore améliorée. Le fait que le contenu de l'image ne soit pas droit peut également affecter les résultats des analyses de détection d'objets, si de telles analyses vidéo sont appliquées.

Le redressement de l'horizon compense toute inclinaison physique de la caméra, ce qui supprime la distorsion et permet à l'horizon d'être droit même s'il ne se trouve pas au milieu de l'image. Tous les objets et lignes qui sont verticaux dans la vie réelle restent verticaux également dans l'image. Le redressement de l'horizon améliore ainsi l'expérience visuelle.

Le redressement de l'horizon maintient le champ de vision de 180 degrés à l'horizon et le champ de vision vertical de la caméra à la ligne centrale verticale. La densité de pixels sur l'horizon est légèrement affectée après avoir ajusté l'horizon d'une ligne courbe à une ligne droite avec la même largeur horizontale.

1. Gauche : Sans redressement de l'horizon, l'image est courbée autour de la ligne centrale du champ de la caméra (marquée en jaune). En raison de l'inclinaison vers le bas de la caméra, cette ligne n'est pas à l'horizon.
2. Droite : Avec le redressement de l'horizon, l'inclinaison vers le bas de la caméra est compensée et l'image est projetée autour de l'horizon.

Lorsque le redressement de l'horizon courbe l'image rectangulaire d'origine, il produit une image non rectangulaire. Au cours de ce processus, les coins de l'image originale sont rognés, ce qui signifie que les informations du capteur provenant des coins du champ de la caméra sont perdues. Ce n'est généralement pas un problème, car les zones de visualisation des coins de la caméra représentent généralement un nombre assez faible de pixels de ciel et de mur (si la caméra est fixée sur un mur).

L'image redressée manquera d'informations du capteur dans ses coins. Cela est dû au fait que le champ de vision de la caméra n'est pas suffisant pour remplir tous les pixels de l'image non rectangulaire. Vous pouvez choisir de préserver les coins en noir, en combinant éventuellement cette action à un recadrage de l'image pour que les coins ne soient pas visibles de toute façon. Mais le redressement de l'horizon a également la capacité de créer un bon résultat visuel en étirant doucement et intelligemment les données disponibles pour remplir les coins et fournir une image complète sans coins noirs. Le champ de vision maximal est conservé le long de l'horizon, tant dans une image étirée que dans une image avec des coins noirs préservés.

L'étirement fonctionne différemment selon la quantité d'étirement choisie. Réglé au maximum, l'étirement a lieu principalement dans la partie inférieure de l'image et peut avoir un effet important sur l'apparence des objets qui s'y trouvent. Réglé au minimum, l'étirement affecte une plus grande partie de l'image, mais avec des effets moins importants partout. L'étirement minimal permet également de maintenir un niveau de bruit bas, ce qui peut être particulièrement important dans les scènes à faible luminosité.