[發明專利]一種基于線結構光圖像的有向生長結構光中心提取方法

在審

• 申請號: 202010897698.7
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112037201A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 王桂梅;李學暉;楊立潔;劉杰輝
• 申請（專利權）人: 河北工程大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/66;G06F17/18
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司 41126
• 代理人: 崔衛琴

本發明提供了一種基于線結構光圖像的有向生長結構光中心提取方法，包括步驟1、通過線結構光的起始位置確定一個種子像素點；步驟2、根據確定的種子像素點，沿線結構光的光線走向方向搜索目標像素點，目標像素點在種子像素點的三鄰域中確定；步驟3、將步驟2中確定的目標像素點定義為新的種子像素點；步驟4、以新的種子像素點為起點，重復步驟2?3，直至找到所有種子像素點或目標像素點集合，完成線結構光中心提取。

技術領域

本發明屬于線結構光中心提取技術領域，尤其涉及一種基于線結構光圖像的有向生長結構光中心提取方法。

背景技術

隨著結構光測量技術的發展，線結構光測量法在表面質量檢測、醫療診斷、三維重建和工業自動化等諸多領域發揮著越來越重要的作用。線結構光測量系統包括激光器、相機等設備，由激光器向被測物體表面投射光線，使用相機拍攝并形成光條紋圖像，通過對圖像的處理和分析得到被測物體表面的信息。圖像中的線結構光通常具有一定的寬度，能否準確地提取光條紋中心是線結構光測量的關鍵。

傳統的線結構光中心提取方法有高斯近似法、重心法、線性插值法、拋物線估計法等，這些方法的提取速度慢、精度不高，難以應用于對測量精度和測量速度要求較高的工業測量。

發明內容

為了解決現有技術中存在的線結構光中心提取方法存在的問題，本發明提供了一種基于線結構光圖像的有向生長結構光中心提取方法，該方法首先通過結構光的起始位置確定一個種子像素點，然后利用單線結構光的連續性來控制目標像素的搜索方向和范圍，在保證結構光連續的前提下對目標進行細化，即有向生長結構光中心提取。

一種基于線結構光圖像的有向生長結構光中心提取方法，步驟1、通過線結構光的起始位置確定一個種子像素點；步驟2、根據確定的種子像素點，沿線結構光的光線走向方向搜索目標像素點，目標像素點在種子像素點的三鄰域中確定；步驟3、將步驟2中確定的目標像素點定義為新的種子像素點；步驟4、以新的種子像素點為起點，重復步驟2-3，直至找到所有種子像素點或目標像素點集合，完成線結構光中心提取。

進一步的，步驟1中通過線結構光的起始位置確定一個種子像素點，具體為：把從左到右按列統計值為1的像素個數記為n，每統計一列對n進行一次判斷，當n≠0時，認定該列為光線左側起點所在列，否則繼續判斷下一列；根據公式（1）對種子像素點進行篩選，式（1）含義為將起點所在列的第k個像素點作為種子像素點，

(1)

式（1）中：為種子像素點；為起點所在列的第k個像素點；當n為奇數時，k=(n+1)?2；當n為偶數時，k=n?2。

進一步的，步驟2中根據確定的種子像素點，沿線結構光的光線走向方向搜索目標像素點，目標像素點在種子像素點的三鄰域中確定，具體為：在種子像素點的右側進行目標像素點的搜索，三鄰域從上到下依次為、和，設定像素點上方值為1的像素個數為，下方值為1的像素個數為，以像素為原點對其上下兩個方向的像素值進行逐步判斷，像素值為1則相應的像素個數加1，為0則停止在該方向上的判斷，直至上下兩方向均為0則停止判定；當時，將作為目標像素；當=時，將作為目標像素；當時，將作為目標像素。

本發明的基于線結構光圖像的有向生長結構光中心提取方法，由于單線結構光具有連續性，目標像素的搜索方向和搜索范圍根據其連續性控制，該方法具有運行時間短、效率高的優點，本方法避免了對圖像的遍歷，以種子像素為基點對目標像素進行搜索，減少了搜索時間，進而提高了工作效率。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施作進一步說明。

本發明提供了一種基于線結構光圖像的有向生長結構光中心提取方法，該方法首先通過結構光的起始位置確定一個種子像素點，然后利用單線結構光的連續性來控制目標像素的搜索方向和范圍，在保證結構光連續的前提下對目標進行細化，即有向生長結構光中心提取。