双快门相机配置：消除卷帘快门失真的经济解决方案

本文主要探讨了在消费类相机市场上普遍存在的卷帘快门失真问题，尤其是在配备电子卷帘快门(CMOS相机)的设备中。由于这类相机逐行扫描传感器，当相机在拍摄过程中移动时，会导致图像出现扭曲，这不仅影响图像的自然观感，还限制了同步透视投影等视觉算法的应用。 文章提出了一种创新的解决方案：通过安装两个方向不同的卷帘快门相机，实现全局快门效果的模拟。这种简单的相机配置设计既经济又易于构建，它利用两个相机同时拍摄的图像中对应点的稀疏集合来纠正失真。作者详细分析了这一设置的几何原理，包括一般运动和特殊运动的数学模型，并给出了求解这些方程的有效方法。 作者展示了合成实验和真实环境中的验证结果，证实了这种方法能够有效地消除各种类型的大型卷帘快门失真，不论特定场景的结构如何。这种方法的优势在于它无需复杂的软件处理，而是通过硬件上的调整来解决图像质量问题，这对于追求实时性和性能的消费者相机和智能手机尤其重要。 论文还提到了研究背景，强调了卷帘快门相机的广泛应用以及它们在全球消费相机市场中的主导地位。尽管全局快门相机在理论上提供了更佳的图像稳定性，但成本和复杂性是制约其普及的主要因素。通过这种创新配置，研究者们试图平衡性能和成本，以满足消费者对高质量图像的需求。 此外，文中还提到了资助来源，包括来自欧洲区域发展基金、地平线2020项目以及国家和机构的科研资金支持。作者特别感谢了Alexander Wolf和Nico Lang在实验设备建设和数据采集过程中的贡献。 这篇论文为解决消费类相机的卷帘快门失真问题提供了一种新颖而实用的策略，具有重要的实际应用价值和理论意义。