一种条纹中心线快速亚像素提取方法.pdf

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1、20文章编号：1673-1255（2005）06-0060-04一种条纹中心线快速亚像素提取方法胡坤，周富强（北京航空航天大学，北京100083）摘要：提出了一种基于Hessian矩阵的亚像素精度结构光条纹中心提取算法.实践证明，该算法具有高精度、鲁棒性强等优点，其不足之处为运算量大、效率低.将原算法与阈值法结合，提出了算法的改进快速方法，很大程度上减小了算法的运算量，实现了结构光条纹中心线的实时提取.关键词：结构光视觉；条纹；亚像素；高斯卷积中图分类号：!"391#41文献标识码：$Afastextricationmethod

2、forsub-pixelcenterofstructuredlightstripeHUKun，ZHOUFu-Ciang（BeijingUnioersityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100083，China）Abstract：Amethodtodetectthesub-pixelcenterofstructuredlightstripewithHessianmatrixisproposed.experimentsshowthattheproposedmethodischaracteri

3、zedbyhighprecisionandrobust.thedisadvantagesofthismethodaretremendouscomputationchargeandlimitedreal-timeapplicability.Com-binedthealgorithmwiththethresholdmethod，aimprovedfastalgorithmispresented.theimprovedal-gorithmdrasticallyreducesthecomputationchargeandimplemen

4、tshigh-accuratecenterextricationofstructuredlightstripewithhighspeed.ltadvancedthestructuredlightvisioninspecttoreal-timeapplica-tions.Keywords：structuredlightvision；stripe；subpixels；Gaussianconvolution基于三角法测量原理的主动视觉系统中，结向变化不大的直线光条纹.基于方向模板的结构构光条纹由于被测物体表面的深度变化而受到光条纹中心

5、检测方法［3］，使用多个方向模板来调制，反映到图像中则发生了畸变，其畸变的程检测法线方向变化较大的光条纹中心的亚像素度包含了激光器、CCD摄像机之间的相对位置位置，该方法抗噪声能力强，具有一定的断线修信息以及被测物体表面的深度信息.获得这些信补能力，但计算比较复杂.图像中的光条可以理息，必须先从含有光条的图像中获取光条纹中心解为曲线结构或有一定宽度的线条.steger［4］利的准确位置.因此，在结构光视觉检测中，一个非用Hessian矩阵得到图像中光条纹的法线方向，常重要的图像处理任务就是获取结构光条纹中然后求法线方向上的极值点

6、得到光条纹中心线心的准确位置信息.的亚像素位置.steger方法具有精度高，鲁棒性常见的光条纹中心线提取方法有灰度阈值好等优点，广泛应用到文字识别，航拍图像或卫法、极值法、梯度阈值法等［1］，这些方法实现简星图像中的道路识别，医学图像中血管、骨骼的单，但精度不高.在光条截面上进行高斯或抛物提取等领域.该算法的主要缺点是运算量大，很线拟合，再通过求其极值点来得到光条纹中心的难实现结构光条纹中心线的快速提取，难以满足亚像素位置［2］，该方法只适合于图像中法线方实时性要求较高的应用场合.收稿日期：2005-04-10作者简介：胡坤（1

7、983-），男，湖北仙桃人，硕士研究生，研究方向为图像及视觉计算，图像理解与机器视觉.第6期胡坤等：一种条纹中心线快速亚像素提取方法61本文提出一种基于Hessian矩阵的亚像素法的基本思路是：利用Hessian矩阵确定线条的精度结构光条纹中心线自动提取方法，鲁棒性法线方向，在其法线方向上利用泰勒展开得到光好，提取精度高.由于对全图每个像素进行高斯条横截面上一阶导数过零点，求出光条纹中心的卷积，运算量大，所以提取速度比较慢，很难实现亚像素位置.结构光条纹中心的实时提取.针对这种情况，将线条的法线方向就是图像z（x，y）中二阶原算

8、法与阈值法相结合，提出了算法的快速实现方向导数绝对值取极大值的方向，该方向可以通方法.能在很大程度上减小算法的运算量，提高过计算Hessian矩阵的特征值和特征向量来确算法的实现速度，为实现结构光视觉的实时检测定.Hessian矩阵可以表示为：提供了保障.!2g