相机成像原理与坐标系转换

相机成像原理是计算机视觉领域中的重要基础知识，它涉及到相机如何通过光学方式将场景中的物体转换为数字图像的过程。同时，坐标系转换是在计算机视觉应用中常见的操作，用于将图像中的像素坐标转换为真实世界中的物体坐标或者将物体坐标转换为图像中的像素坐标。在本文中，我们将详细介绍相机成像原理以及坐标系转换，并提供相应的源代码示例。

一、相机成像原理

1. 光学成像
   相机通过光学组件（如透镜）将场景中的光线聚焦到图像传感器上。光线经过透镜折射和散射，最终形成一个倒立的实像。光学成像的关键参数包括焦距、光圈和透镜的形状等。

2. 图像传感器
   图像传感器是相机中的核心部件，用于将光信号转换为数字图像。常见的图像传感器包括CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）传感器。当光线聚焦到图像传感器上时，每个像素会记录下光的强度值，并转换为数字信号。

3. 图像处理
   获取到数字图像后，可以进行各种图像处理操作，如去噪、增强、分割等。这些处理操作有助于提取图像中的特征信息，为后续的计算机视觉任务提供基础。

二、坐标系转换

在计算机视觉应用中，常常需要将图像中的像素坐标转换为真实世界中的物体坐标，或者将物体坐标转换为图像中的像素坐标。这涉及到相机的内参（intrinsic parameters）