一种线结构光中心线提取方法及存储介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110866924A(43)申请公布日2020.03.06(21)申请号201910906682.5(22)申请日2019.09.24(71)申请人重庆邮电大学地址400065重庆市南岸区南山街道崇文路2号(72)发明人杨继平孟佳佳冯松赵立明(74)专利代理机构重庆市恒信知识产权代理有限公司50102代理人刘小红陈栋梁(51)Int.Cl.G06T7/11(2017.01)G06T7/136(2017.01)G06T5/00(2006.01)G06N3/04(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图5页(54)发明名称一种线结构光中心线提取方法及存储介质(57)摘要本发明请求保护一种线结构光中心线提取方法，本发明属于机器视觉技术领域，包括：对CCD工业相机采集到的图像进行剪裁、图像灰度化、图像增强、图像去噪、图像二值化、形态学开闭运算和图像光条区域分割等一系列的处理；采用细化算法进行细化处理，得到包含单像素光条中心线的图像；对Steger算法进行了改进。首先确定感兴趣区域，对该区域进行中值滤波；其次按照已确定的约束阈值和1×5的可行动模板在图像行上移动，找出粗略的中心点；然后通过高斯函数的可分离性及对称性求出Hessian矩阵；最后用泰勒二次展开得到亚像素级中心坐标。该算法连通性较好，并且不存在毛刺，操作简单、运行效率高、提取速度快且精度高。本发明能够满足视觉检测系统的实时性要求。CN110866924ACN110866924A权利要求书1/3页1.一种线结构光中心线提取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对CCD工业相机采集到的图像进行图像灰度化、图像增强、图像去噪处理，得到预处理后的光条图像；步骤2、对预处理后的光条图像进行二值化、形态学开闭运算和图像光条区域分割处理，得到二值化后的封闭光条图像；步骤3、采用细化算法对步骤3二值化后的封闭光条图像进行细化处理，得到包含单像素光条中心线的图像；步骤4、从步骤3的单像素光条中心线上确定感兴趣区域，对感兴趣区域进行中值滤波；按照已确定的约束阈值和1×5的可行动模板在图像行上移动，利用Steger算法求取粗略的中心点法向；通过高斯函数的可分离性及对称性求出Hessian矩阵；最后用泰勒二次展开得到亚像素级中心坐标。2.根据权利要求1所述的一种线结构光中心线提取方法，其特征在于，所述步骤1对光条图像进行预处理具体包括：对CCD工业相机采集到的图像进行图像灰度化、图像增强、图像去噪处理，具体包括：步骤1.1，为了使后续的图像的计算量变得少一些，首先将彩色图像转化成为灰度图像。求出每个像素点的R、G、B三个分量的平均值，然后将这个平均值赋予给这个像素的三个分量，对图形进行灰度化处理；步骤1.2，通过灰度变换，将灰度化后的图像灰度值拉伸到整个0-255的区间，大幅增强其对比度，用如下的公式来将某个像素的灰度值映射到更大的灰度空间：在式(1)中，x、y表示图像像素点(x,y)的横纵坐标；I(x,y)、Imax、Imin分别表示原始图像及其最小灰度值、最大灰度值；MIN和MAX是要拉伸到的灰度空间的灰度最小值和最大值。步骤1.3，对图像进行中值滤波处理，采用一个含奇数个点的滑动窗口，用窗口的中的灰度值的中值来代替中心点的灰度值，其实就是对这个窗口中的灰度值进行排序，然后将其中值赋值给中心点即可，具体步骤如下：(1)获得源图像的首地址及图像的宽和高；(2)开辟一块内存缓冲区，用以暂存结果图像，并初始化为0；(3)逐个扫描图像中的像素点，将其邻域各元素的像素值从小到大进行排序，将求得到的中间值赋值给目标图像中与当前点对应的像素点；(4)循环步骤(3)，直到处理完源图像的全部像素点；(5)将结果从内存缓冲区复制到源图像的数据区。3.根据权利要求1所述的一种线结构光中心线提取方法，其特征在于，步骤2对预处理后的光条图像进行二值化、形态学开闭运算和图像光条区域分割处理，得到二值化后的封闭光条图像，具体包括：步骤2.1，利用图像中目标与背景的差异，把图像分别设置为两个不同的级别，选取一个合适的阈值，以确定某像素是目标还是背景，从而获得二值化的图像；步骤2.2，对图像进行形态学闭运算处理，通过先膨胀后腐蚀的过程，来填充物体内细小空洞、连接邻近物体、平滑其边界的同时并不明显改变其面积，以便后续确定光条中心线2CN110866924A权利要求书2/3页的位置；步骤2.3，对图像进行光条区域分割处理，采用Canny算子求边缘点具体算法步骤如下：(1)用高斯滤波器平滑图像；(2)用一阶偏导有限差分计算梯度幅值和方向；(3)3对梯度幅值进行非极大值抑制；(4)用双阈值算法检测和连接边缘。4.根据权利要求3所述的一种线结构光中心线提取