高噪声背景下激光条纹亚像素中心的提取

王利, 陈念年, 巫玲, 张琪, 康宇

王利, 陈念年, 巫玲, 张琪, 康宇. 高噪声背景下激光条纹亚像素中心的提取[J]. 应用光学, 2016, 37(2): 321-326. DOI: 10.5768/JAO201637.0207004
引用本文: 王利, 陈念年, 巫玲, 张琪, 康宇. 高噪声背景下激光条纹亚像素中心的提取[J]. 应用光学, 2016, 37(2): 321-326. DOI: 10.5768/JAO201637.0207004
shu
Wang Li, Chen Niannian, Wu Ling, Zhang Qi, Kang Yu. Extraction of laser stripe subpixel center in highnoise background[J]. Journal of Applied Optics, 2016, 37(2): 321-326. DOI: 10.5768/JAO201637.0207004
Citation: Wang Li, Chen Niannian, Wu Ling, Zhang Qi, Kang Yu. Extraction of laser stripe subpixel center in highnoise background[J]. Journal of Applied Optics, 2016, 37(2): 321-326. DOI: 10.5768/JAO201637.0207004
shu

高噪声背景下激光条纹亚像素中心的提取

  • 西南科技大学 计算机科学与技术学院,四川 绵阳 621010

基金项目: 

四川省科技创新苗子工程（2014028）;西南科技大学研究生创新基金（15ycx056）

详细信息
    作者简介:

    王利（1990-），女，四川广安人，硕士研究生，主要从事机器视觉与高精密测量技术研究工作。 E-mail：441541247@qq.com

  • 中图分类号: TN202；TP391

Extraction of laser stripe subpixel center in highnoise background

摘要

    摘要
  • 摘要: 针对线结构光三维形貌测量中大量噪声易干扰激光条纹中心提取准确度的问题，提出了一种条纹亚像素中心提取方法。分析条纹图像中的噪声，采用平均法和中值滤波预处理图像；利用迭代阈值分割及形态学方法，获取条纹目标，引入距离变换提取条纹的像素级中心；根据像素级中心、二值信息及光强灰度，结合曲线拟合及重心法精确提取条纹的亚像素中心。仿真分析和实验验证下，相邻行条纹中心列坐标最大偏差值像素小于2 ，平均偏差像素值约为0.3，与传统方法相比，2项指标值更小。实验结果表明，算法有效利用条纹灰度分布规律，可降低噪声对中心定位精度的影响，更逼近条纹真实中心位置，抗噪能力极强。
    Abstract: Aiming at the problem that the extraction accuracy of laser stripe center can be easily disturbed by a large amount of noise in line structured light 3D shape measurement, a method for extracting the stripe subpixel center was proposed. First, the noise in the stripe image was analyzed and preprocessed by the average method and median filtering. Then, the stripe was obtained by iterative threshold segmentation and morphological method, and the pixel center was extracted by distance transform. Finally, on the basis of the pixel center, binary information and light intensity, the precise subpixel center of the stripe was extracted by combining curve fitting with barycenter method. After simulation analysis and experimental verification, the maximum value and average value of column coordinate deviation between adjacent rows of stripe center are about 2 pixels and 0.3 pixels, respectively, smaller than the traditional method. Experimental results show that, the algorithm based on the effective use of the stripe gray distribution, can effectively reduce the influence of noise, approach to the true center of stripe more cosely, with extremely strong noise proof ability.
    • HTML全文
    • 参考文献(1)
  • [1]Raphael D W, Gary A A, Melvyn L S, et al. A system for the dynamic industryal inspection of specular freeform surfaces[J]. Optics and Lasers in Engineering, 2012, 50: 632644. [2]Raphael D W, Gary A A, Melvyn L S, et al. Dynamic deflectometry: A novel approach for the online reconstruction of specular freeform surfaces[J]. Optics and Lasers in Engineering, 2012, 50: 17651778. [3]Yin Qingji. Stripe image processing for 3D model reconstruction of object[D]. Wuhan: Huazhong University of Science and Technology, 2007. 尹庆吉. 物体3D模型恢复中条纹图像的处理[D]. 武汉：华中科技大学，2007. [4]Liu Yubao. Key techniques for 3D line structured light[D]. Quanzhou: Huaqiao University, 2014. 刘玉宝. 线结构光三维测量关键技术研究[D]. 泉州：华侨大学，2014. [5]Yang Wei. Research on method for extracting center of structured light stripe[D]. Harbin: Harbin Institute of Technology, 2009. 杨尉. 结构光光条中心提取方法研究[D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2009. [6]Liu Changjie, Li Bin, Guo Yin, et al. Research of rapid laser stripe extraction in realtime guiding of welding robots[J]. Laser Technology, 2015, 39(5): 642647. 刘常杰，李斌，郭寅，等. 焊接机器人实时引导中光条快速提取算法研究[J]. 激光技术，2015，39（5）：642647. [7]Liu Tao, Wang Zongyi, Yu Xiuhui, et al. Curve fitting method based on adaptive window for center extracting of structured light stripe[J]. Semiconductor Optoelectronics, 2010, 31(2): 151154. 刘涛，王宗义，于秀辉，等. 基于自适应窗曲线拟合的结构光条纹中心提取[J]. 半导体光电，2010，31（2）：151154. [8]Gao Shiyi, Yang Kaizhen. Research on central position extraction of laser stripe based on variedboundary Gaussion fitting[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2011, 32(5): 11321137. 高世一，杨凯珍. 变边限高斯拟合提取激光条纹中心线方法的研究[J]. 仪器仪表学报，2011，32（5）：11321137. [9]Qian Lidan, Yang Junwei. Research on extraction method of subpixel laserknife centre[J]. Measurement and Control Technology, 2014, 33(2): 2731. 钱丽丹，杨军伟. 亚像素级光刀中心提取方法研究[J]. 测控技术，2014，33（2）：2731. [10]Wu Jiayong, Wang Pingjiang, Chen Jihong, et al. Method of linear structured light subpixel center position extracting based on gradient barycenter[J]. Journal of Image and Graphics, 2009, 14(7): 13541360. 吴家勇，王平江，陈吉红，等. 基于梯度重心法的线结构光中心亚像素提取方法[J]. 中国图象图形学报， 2009，14（7）：13541360. [11]Wang Li, Xiong Zhao, Chen Niannian, et al. Segmentation for overlapped laser spot in large optical components topography measurement system[J]. Computer Measurement & Control, 2012, 20(3): 621626. 王利，熊召，陈念年，等. 大口径光学元件面形检测中重叠激光光斑的分离[J]. 计算机测量与控制，2012，20（3）：621626.
    • 相关文章
    • 施引文献
    • 资源附件(0)
计量
  • 文章访问数:  1330
  • HTML全文浏览量:  99
  • PDF下载量:  76
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-09-27
  • 修回日期:  2015-12-29
  • 刊出日期:  2016-03-14

目录

摘要
HTML全文
    参考文献(1)
    相关文章
    施引文献
    资源附件(0)

    /

    返回文章
    返回

    相关数据库

    广告合作

    友情链接

    帮助中心

    扫描关注本刊微信平台

    您是第  2918266位访问者，欢迎！

    地址: 西安市电子三路西段9号 邮政编码: 710065 联系电话: 029-88288172

    版权所有 © 《应用光学》编辑部

    陕公网安备 61011302001501号       陕ICP备19002862号-1

    北京仁和汇智信息技术有限公司 开发  技术支持: info@rhhz.net   百度统计