几何畸变与TV畸变

核心要点

几何畸变是放大率随视场位置改变造成像点位置偏移，主要改变几何形状，理想情况下不直接造成模糊。
桶形和枕形畸变是常见方向；百分比结果取决于基准投影、测量区域和符号约定。
TV畸变以测试图像边框/高度量化整体形状误差，公式与光学畸变定义不可混为一谈。

畸变是什么？

几何畸变是像高与理想像高之间的相对差异，可理解为放大率随视场位置变化产生的几何像差。它会让直线弯曲或物体比例改变，但不等同于离焦模糊。标准光学畸变常用 D(%) = 100 × (Yactual−Yideal)/Yideal；Yideal通常按所采用的理想投影模型计算。桶形畸变常表现为边缘向外鼓，枕形畸变表现为边缘向内收；符号方向请以测试规范为准。

光学畸变的基准模型

直线投影镜头的理想像高为 y=f tanθ；其他鱼眼或广角投影模型可能是 y=fθ、等距或等立体角等。由于理想模型不同，同一实际镜头的“畸变百分比”会不同。工程交流应说明镜头投影模型、视场点、测量波长、工作距离、畸变公式与符号。

TV畸变的视觉含义

TV畸变（Television Distortion）通常通过拍摄矩形测试图量化图像边缘相对于理想边框的偏移。一种常见定义为 DTV = 100 × ΔH/H，其中 H 为规定的图像高度，ΔH 为图像边缘的最大偏移；也有规格采用 100 × Δh/(2h) 等约定。TV畸变强调屏幕上可见的整体形状误差；光学畸变则通常在像高对视场角曲线或网格映射中计算。两者数值不应直接互换，需核对测试图、边界和公式。

系统影响与校正

畸变校正可通过标定网格拟合径向/切向参数，再对像素坐标做反向映射。校正会重采样图像，边缘可能裁切，局部有效分辨率也可能下降；大畸变下模型误差和温度/焦距变化也会留下残差。视觉定位、计量或多相机融合应在校正后验证最大残差，而非只看标称畸变百分比。