umu.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Automatic Calibration of Smartphone Cameras: A Framework for Efficient Optimization of Camera Parameters Used in Image Stabilization
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Physics.
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Automatisk Kalibrering av Smarphone-kameror (Swedish)
Abstract [en]

Ever since the first introduction of the digital camera, several improvements of the imagesensors have been made, making them smaller and cheaper. Eventually, they could fitinside modern smartphones and still produce high-quality images. When capturing videowith these sensors, a new set of problems has emerged. First of all, these sensors have arolling shutter, while high-end system cameras typically have a global shutter. The rollingshutter makes straight lines bend when capturing video while moving. Also, since thesmartphones has become so light, small vibrations are noticeable in the resulting video.Thus, image stabilization techniques are necessary to remove these artifacts. One suchtechnique is called Electronic Image Stabilization (EIS), which warps and manipulatesthe frames in the video to produce a stable result. These manipulations depend on afew intrinsic camera parameters, which need to be calibrated. The calibration of theseis usually done by either tedious measurements or through complex algorithms. In thisthesis, a method to calibrate these using only a video as input is proposed and its stabilityand accuracy are tested. The proposed method is shown to work on almost any video,but where the device is shook randomly while recording gave the best and most stableresults. The optimization also seems efficient enough to run it directly on a smartphone.This could eventually enable an automatic self-calibration of the device.

Abstract [sv]

Ända sedan digitalkameran uppfanns, har bildsensorerna utvecklats och blivit mindreoch billigare. Numera finns de i smartphones, där bildkvalitén nu kan mäta sig med hög-kvalitativa systemkameror. När man filmar video med dessa sensorer, uppkommer andraproblem vilket har gjort att tekniken har legat lite efter. Till exempel, dessa sensorer haren så kallad rullande slutare, vilket i motsats till en global slutare gör att sensorn läsesav rad för rad istället för hela sensorn samtidigt. Detta gör att om man rör sig medanman filmar, så framstår raka linjer som böjda och hårda material kan bete sig som geléi filmen. Dessutom så framträder små handskakningar tydligt i filmen då telefonen är sålätt att den blir känslig för små vibrationer. Detta gör att bildstabilisering är ett måsteför att bli av med dessa artefakter. En metod för detta är genom Elektronisk Bildstabili-sering (EIS), i vilket man manipulerar bilderna i filmen för att skapa ett stabilt resultat.Denna metod kräver att man vet ett antal kameraparametrar som måste kalibreras. Dettagörs oftast genom komplexa algoritmer och mätmetoder. I denna rapport introduceras enmetod som kalibrerar dessa med endast en video som indata. Metoden visar sig fungerabra på i stort sett vilken video som helst, men där enheten skakas slumpmässigt underinspelningen gav bäst resultat. Den verkar också vara effektiv nog att kunna köras direktpå telefonen. Detta skulle då kunna göra en smartphone helt självkalibrerande.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 35
Keywords [en]
optimization, smartphone, camera, calibration
National Category
Physical Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-158850OAI: oai:DiVA.org:umu-158850DiVA, id: diva2:1315116
External cooperation
IMINT - Image Intelligence
Subject / course
Examensarbete i teknisk fysik
Educational program
Master of Science Programme in Engineering Physics
Presentation
2019-01-11, Umeå, 16:59 (English)
Supervisors
Examiners
Note

Examensarbeter är sekretessbelagd under 10 års tid

Available from: 2019-05-14 Created: 2019-05-11 Last updated: 2019-05-14Bibliographically approved

Open Access in DiVA

The full text will be freely available from 2029-01-12 17:01
Available from 2029-01-12 17:01

Search in DiVA

By author/editor
Svartholm, Joar
By organisation
Department of Physics
Physical Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 50 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf