物理焦距、像素焦距、像元与相机内参(fx, fy)的意义与作用

像元（像素）的物理尺寸，其单位就是微米（µm），它是一个纯粹的长度单位，代表一个像素点在传感器上的物理宽度或高度。

1. 什么是像元（Pixel）？

   • 像元是相机传感器上最小的、独立的感光单元，也称为“光电二极管”。

   • 您可以把它想象成传感器这个“微观画布”上的一个小方格。

2. 像元尺寸（Pixel Size）

   • 这个“小方格”的物理边长，就是像元尺寸。

   • 因为它非常小，所以通常用微米（µm，也称“ micron”）来度量。1 微米 = 10⁻⁶ 米 = 0.001 毫米。

   • 例如，一个标注为 3.1 µm 的像元，意味着这个感光点是一个边长约为 3.1 微米 的方形区域。

3. 为什么这个长度单位如此重要？

   • 它是连接 物理世界（毫米、厘米）和 数字图像世界（像素）的最基础的桥梁。

   • 所有关于焦距、三维测量的计算，最终都依赖于这个最基础的物理测量值。

现在我们用更标准的单位来重写那个核心公式：

 

这个计算结果表明：对于这个 50mm 的镜头和这个 3.1µm 的传感器组合，其等效的像素焦距约为 16,129 像素。

总结与重要性

     最根本的一点：像元尺寸是一个绝对的、用长度单位（µm）度量的物理属性。

• 传感器制造商的任务是制造出这些微小的、尺寸精确的感光点。

• 计算机视觉工程师的任务就是利用这个已知的物理尺寸（s_x），结合镜头的物理焦距（F），计算出用于所有后续数学计算的关键参数——像素焦距（f_x）。

没有这个以 µm 为单位的物理尺寸，我们就无法搭建起连接现实世界与数字图像的数学模型。

 

fx (pixels)=F (mm)sx (mm/pixe