相似材料模型中控制点像点坐标定位研究

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1、第26卷第4期安徽地质V_0I．26No．42016年12GeologyofAnhuiDecember2016文章编号：1005—6157(2016)04一O296—3相似材料模型中控制点像点坐标定位研究刘伟(安徽省地球物理地球化学勘查技术院，安徽合肥230001)摘要：将近景摄影测量技术用于相似材料模型变形测量是一种新的方法，模型量测的精度主要依赖于定位算法的精度在此基础上，本文设计了一种应用于相似材料模型的标志，实现了两种算法自动识别该标志，并对结果进行精度比较，得出更适合于相似材料模型的一种算法关键词：亚像素：相似材料模型；高精度定位算子

2、中图分类号：P234．1文献标志码：A0引言标志的选择与设计主要从其物料模型的标志。从上述两个方面考位移测量和裂缝形态变化是相理和光学特性两方面考虑。标志的虑，设计了一种网形的标志，其材似材料模型试验的主要观测内容，物理特性直接影响到量测的算法和质选用回光反射材料，标志点的设是进一步研究力学行为的基础。将精度。标志的光学特性影响标志的汁如罔1所示。数字近景摄影测量技术用于相似材影像质量，从而间接的影响了量测2图像预处理料模型变形测量的方法克服了传统的精度。在拍照过程巾，常常因为光照模型测量方法的缺点，具有测量精本文主要研究适用于相似材或曝光等冈

3、素，使得照片产生局部度高，信息量大，方便易行，可以实现文时观测等优点。影响相似材料模型测量精度的因素有数码相机的物理分辨率、数码相机的标定精度、罔像中像点坐标的测量精度。用提高硬件分辨率来提高测量精度的方法，其代价相昂贵。在此情况下，可以通过提高图像中目标的图1标志点的设计Fig．1Designofmarkpoinl点位精度，从而提高测量精度。如点位精度提高为0．1pixel，就相当模糊、噪声等干扰，严重时会直接号的条件下减少噪声，但是这8f'方于提高了10倍的数码相机分辨率影响亚像素定位的精度及实现，所法在接近边缘处就无效了，会对f11以在进

4、行定位前先要对所处理的图像边缘造成破坏。本文采用文献[2]关于图像rf1点与线的定位，人像进行必要的平滑处理，可以剔除提f{J的一种基于梯度加权的滤波处们研究并提了多种定位方法，每噪声的十扰。理算法种方法都有其特定的应用条件和精真实的图像在空问内的像素是梯度滤波在滤除噪声的情况下度要求，应根据不同的处理对象选缓慢变化的，因此邻近点的像素变能够很好的保存边缘信息。择合适的提取方法j化不会很明显，但是随机的两个点3像点坐标的精确提取1人工标志的选择与设计可能形成很大的像素差。在保留信3．1像点坐标提取的方法收稿日期：2016一O7一O4作者简介：刘

5、依l986一)，男，安徽滁州人，硕十，现主要从事环境~-ji01lJ绘丁程T作第26酱第4期刘伟：卡fj似材料模型巾控制点像点坐标定位研究297基于形标志物的提取同前行序列后就可以方便的进行轮廓存采)l~canny边缘检测算子．通常可很多种办法，~13Wong—Trinder提⋯储。达到亚象素的精度，想的情况了基于二佩图像重心网点定位，3．3．3边缘的判断可能更高。图2～4所爪是从原始点Nalwa等进行精确边缘定位应川．椭圆边缘点的检测与定位对目到阈值化再~lJcanny边缘提取的图以及边缘定位的形拟合、此外还标定位精度起关键性的作用。本文像：

6、有矩不变定位算子，基r小面7己模型的定化算子，基于相关法的定位算子等本文根据相似材料模的：●：特点实现了Wong—Trinder灰度重心法定位算法椭网拟合算法，比较了两种算法的精度．从而为相似图2原始罔像罔3阈值化后的【皋1像罔4canny边缘提取后的罔像材料模型提供了一种合适的定位算Fig．2OriginalimageFig．3ThresholdimageFig．4Cannyedgeexlraclionimage法。3．3．4用椭圆拟合法进行点目标定位3．2灰度重心法定位相似材料模型的目标特征是圆或椭圆，且足够大。【大l此提取日标边首先~IJ

7、；IJ阈值对图像进行二值界点进行椭网拟合是椭圆图像中心提取的较佳方法。椭网的二次曲线方化分割，将日标域标示f来。利程一般表达式为：用目标原始灰度信息I(f．，)为权进行定位：．厂．，X)=ax++cy+++．厂=0(2)式巾，=bcdeL厂]，=IY，II∑∑igI(i，)如果式(2)满足，=1i=10——一∑∑g／(i，)J鱼二一c<0r(1)1(1++等-r—d2c—b2f一鲁’∑∑(，)i=1，=1【1■———一就代表一个椭圆。∑∑g／(i，)引入约束=1，建立如下目标函数：其tf，g为目标内的灰度值。()：∑N厂：(，)+(III一1)

8、z(4)别‘于H标与背景／火度值相差较大的情况，此H~Wong—Trinder定位式(4)巾M为惩罚冈子。于是椭圆拟合问题转化成非线性最小■算子可以达