アクションカメラで撮った動画の歪みを無料ソフトで補正する方法
２０１９年９月、中華製のアクションカメラ Crosstour Action Camera CT8500を購入しました。アクションカメラとかウェアラブルカメラと言われるものでは、GoProが良いのでしょうけど、中国製の安価なものよりはるかに高額なので手が出ません。
それはともかく、この種のカメラで撮った動画は下写真の様に歪んでいます。
CT8500の４Kと称するモードで駅構内を撮った動画からひとコマ取った画像です。ただし、画像の歪みを問題にしているので縮小しています。
この画像を見ると明らかに架線の左右は下方向に反っています。そして、線路の左右は上方向に反っています。
この様な歪みを樽型歪みと呼んでいますが、方眼紙の様に直線が縦横に引かれている図を撮影すると歪みがはっきりします。
下の写真はダイソーで売られている１ｃｍ方眼マットをカメラレンズから約９ｃｍの近接で撮ったものです。アクションカメラCT8500はマクロ（近接）に切り替えるスイッチは無く、AF（オートフォーカス）とも書かれてい無いので、９ｃｍぐらいから無限大までピントが合うように出来ているようです。ピントが合うというと正確さを欠きますね。見た目にはピンボケが判らない範囲が広い、「被写体深度」が大きいということです。
動画の歪み補正には、フリーソフト FFmpeg を使う
市販の動画編集ソフトにはアクションカメラで撮った動画の歪みを補正出来るものがありますが、
無料で使えるソフトは FFmpeg のレンズ補正フィルター lenscorrention を使う方法 以外見つけられませんでした。
市販ソフトと異なって現時点では使い勝手は悪いですが、手間暇とお金を天秤に掛けてお金には退いて貰いました。
FFmpegは、御使用のOSに合わせてFFmpeg
(https://ffmpeg.org/)からダウンロードして、解凍展開してお好きな場所に置いて下さい。
- レンズ補正フィルター lenscorrentionの定数を求める。
最終的には変換した動画を見ながら定数を修正するので適当な数値を入れてもよいのですが、計算方法があるので求めてみます。その定数は、
定数＝横方向の画角÷縦方向の画角×対角線の画角÷１０００ ・・・式１
で求められます。
GoProなどの機種では 画角を公開しているところもありますが、中国製アクションカメラ CT8500 の場合は見つけられなかったので、適当に計測してみました。方法は下図の様に実際に写した画像から三角関数で求める至極簡易なものです。
図中の式は、D/L= tan(θ/2) になるθを求めるという表記です。
この方法で求めるには実際に撮った画が居るので、先に挙げた方眼マットを撮影した画像を使って計算すると、
横方向は９３度、縦方向は６２度、対角は１１２度になりました。
この値を先に挙げた定数を求める計算式１に入れて四捨五入して定数は０.１７とします。 - ダウンロードして解凍展開したFFmpegのbinフォルダーを開けます。
下図はWin１０のもので、binフォルダーには、ffmpeg.exe ffplay.exe ffprobe.exe の３つのファイルが入っています。方眼.MOVは歪みを補正したい動画ファイルで、私がbinフォルダーに移しました。
まず、歪みを補正したい動画をBinフォルダーに入れます。動画ファイルの拡張子は、MP4でもかまいません。FFmpegは融通が効きます。 - 次に、上図の赤丸の２をクリックして、青色に変わったところに cmd と入力して、コマンドプロウントを開きます。
\bin>の後に、ffmpeg を動かす命令とオプションを入れます。
今回は、下記をコピーして、貼り付けてEnterキーを押しました。
ffmpeg -i 方眼.mov -vf "lenscorrection=0.5:0.5:-0.17:0" 方眼.mp4
- ffmpeg :実行するファイルです。PCを動かすプログラムです。
- -i :次のファイルが入力ファイルであることを示します。
- 方眼.MOV :補正したい入力ファイル名です。動画形式は、MOVで無くてもMP4でもかまいません。
- -vf :エフェクトを示します
- lenscorrection="中心の横方向位置:中心の縦方向位置:定数K１:定数K２"
定数の値によって下図の様に変形変換されます。
定数が２つあり、補正が下図で表したように若干違います。図は、等間隔に縦横に直線を引いただけの動画を定数を変えて補正し、違いが判るように重ねたものです。
上図では定数の一方を０にしていますが、２つの定数をそれぞれ変えてもかまいません。
私は最初の定数K1を変えて、次の定数ｋ２を０に固定した方がよいと思います。 - 方眼.mp4 :出力ファイル名です
- 後はひたすら変換が終わるのを待つだけなのですが、ソフトウェアーだけで処理しているので、４K動画のファイルなら再生時間の５倍ぐらいの処理時間が必要です。 補正具合も終わるまで判らないので、１分程度の短い動画ファイルで定数を決めてから長時間の動画ファイルを補正した方が時間の無駄になりません。 市販アプリの場合は、マウスを動かして実際の動画を補正してから処理し、ハードウェアーでの処理も併用しているので処理時間は短くて済みます
定数を０．１７にした補正は端がちょっと良くなかったので、０．１６でやり直しました。
このくらいで我慢です。 最初に挙げた駅構内の動画を補正してみたのが下の写真です。
架線や線路の様な直線が無い風景では判らないくらいには補正されていると思います。
（作成２０１９年１０月１２日 更新２０１９年１０月１４日）