[發明專利]一種金屬板料成形應變測量中點陣網格圖像采集與識別方法

有效

• 申請號: 201710842903.8
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107726990B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 史寶全;張利坤;姚晨嵩;杜淑幸;葉俊杰;馮曉媛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G06T5/00;G06T5/50;G06T7/11;G06T7/136
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種金屬板料成形應變測量中點陣網格圖像采集與識別方法，其特征在于，包括下述步驟：

步驟一，拍攝多曝光點陣網格圖像

保持相機不動，在黑白拍攝模式下拍攝若干幅曝光量不同的點陣網格圖像；

步驟二，計算權重圖

分別計算出步驟一所拍攝的每一幅多曝光點陣網格圖像的對比度及曝光度，并將計算的每一幅多曝光點陣網格圖像的對比度與曝光度相乘，得到每一幅多曝光點陣網格圖像的權重圖；

步驟三，權重圖塔形分解

對步驟二所計算的每一幅多曝光點陣網格圖像的權重圖進行高斯金字塔分解；

步驟四，多曝光點陣網格圖像塔形分解

對步驟一所拍攝的每一幅多曝光點陣網格圖像進行拉普拉斯金字塔分解，分解的層數與步驟三所分解的權重圖高斯金字塔的層數相同；

步驟五，拉普拉斯金字塔賦權

將步驟四所分解的每一幅多曝光點陣網格圖像的拉普拉斯金字塔各層上的圖像與步驟三所分解的該幅多曝光點陣網格圖像的權重圖高斯金字塔對應層上的圖像相乘，獲得賦權的拉普拉斯金字塔；

步驟六，拉普拉斯金字塔融合

將步驟五所獲得賦權的若干幅多曝光點陣網格圖像的拉普拉斯金字塔相同層上的圖像相加；

步驟七，點陣網格圖像重構

對步驟六所融合的拉普拉斯金字塔進行逆塔形變換，重構出一幅新的點陣網格圖像；

步驟八，點陣網格圖像二值化

對步驟七所重構的點陣網格圖像進行局部自適應二值化處理，獲得二值圖像；

步驟九，亞像素邊界識別

采用8連通域規則識別出步驟八所獲得的二值圖像中點陣網格節點的整像素邊界；在此基礎上，采用空間矩法識別出點陣網格節點的亞像素邊界；

步驟十，橢圓擬合

對步驟九所識別的點陣網格節點的亞像素邊界，采用最小二乘法迭代擬合出橢圓中心坐標，從而獲得點陣網格節點的坐標。

2.根據權利要求1所述的一種金屬板料成形應變測量中點陣網格圖像采集與識別方法，其特征在于還包括，在進行步驟一拍攝多曝光點陣網格圖像之前，先調節焦距，使得金屬板料表面的點陣網格可清晰地成像，調節完畢后鎖定焦距。

3.根據權利要求1所述的一種金屬板料成形應變測量中點陣網格圖像采集與識別方法，其特征在于，所述步驟一中拍攝多曝光點陣網格圖像時，將相機調至黑白拍攝模式，保持相機穩定，調節曝光量，拍攝3幅或3幅以上從欠曝光、正常曝光至過曝光的點陣網格圖像。

4.根據權利要求1所述的一種金屬板料成形應變測量中點陣網格圖像采集與識別方法，其特征在于，所述步驟二中權重圖計算方法如下：

2.1)對步驟一所拍攝的每一幅多曝光點陣網格圖像，采用拉普拉斯算子進行濾波，將濾波結果取絕對值，得到每一幅多曝光點陣網格圖像的對比度因子；

2.2)對步驟一所拍攝的每一幅多曝光點陣網格圖像，其曝光度因子采用如下公式計算：

其中，e表示自然常數，k表示第k幅多曝光點陣網格圖像，(i，j)表示像素點位置，I_k(i,j)表示第k幅多曝光點陣網格圖像在(i，j)位置處的像素點的灰度值，E_k(i,j)表示第k幅多曝光點陣網格圖像在(i，j)位置處的曝光度因子，σ表示核函數寬度；

2.3)在步驟2.1)所計算的對比度因子及步驟2.2)所計算的曝光度因子的基礎上，采用如下公式計算每一幅多曝光點陣網格圖像的權重因子：

其中，表示第k幅多曝光點陣網格圖像在(i，j)位置處的權重因子，C_k(i,j)表示步驟2.1)所計算的第k幅多曝光點陣網格圖像在(i，j)位置處的比對度因子；

2.4)對步驟2.3)所計算的每一幅多曝光點陣網格圖像的權重因子進行歸一化處理，獲得每一幅多曝光點陣網格圖像的權重圖，歸一化方法如下：

其中，W_k(i,j)表示第k幅多曝光點陣網格圖像的權重圖在(i，j)位置處的像素點的灰度值，N表示步驟一所拍攝的多曝光點陣網格圖像的幅數，s表示第s幅多曝光點陣網格圖像，表示步驟2.3)所計算的第s幅多曝光點陣網格圖像在(i，j)位置處的權重因子。