[發明專利]一種線結構光光條中心線提取方法

在審

• 申請號: 202010959744.1
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112102189A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 李鋒;周斌斌;郭小芳;劉玉紅;李超;張勇停;汪平
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/30;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/194;G06T7/66
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 常虹

1.一種線結構光光條中心線提取方法，其特征在于，包括：

S1、對采集的光條圖像進行預處理，并二值化為黑白圖像，其中白色為前景，黑色為背景；

S2、對二值化光條圖像進行膨脹腐蝕，得到封閉二值圖像，提取封閉二值圖像中的光條骨架；

S3、采用自適應寬度方向模板法計算光條骨架上每一點的法線；

S4、在光條骨架上每一點法線方向提取光條中心線。

2.根據權利要求1所述的線結構光光條中心線提取方法，其特征在于，所述步驟S1中對光條圖像進行預處理包括：將彩色圖像轉換為灰度圖像，并增強圖像對比度，對圖像進行去噪。

3.根據權利要求2所述的線結構光光條中心線提取方法，其特征在于，所述增強圖像對比度采用圖像灰度拉伸，具體為：

其中，f(x,y)是輸入圖像在(x,y)像素處的灰度值，f_min是輸入圖像的最小灰度值，f_max是輸入圖像的最高灰度值，MAX和MIN是要拉伸到灰度空間的灰度最小值和灰度最大值，F(x,y)為灰度拉伸后在(x,y)像素處的灰度值。

4.根據權利要求2所述的線結構光光條中心線提取方法，其特征在于，采用高斯濾波對圖像進行去噪。

5.根據權利要求1所述的線結構光光條中心線提取方法，其特征在于，所述步驟S1中采用大津閾值法對圖像進行二值化。

6.根據權利要求1所述的線結構光光條中心線提取方法，其特征在于，所述步驟S2中采用Zhang-suen細化算法提取封閉二值圖像中的光條骨架。

7.根據權利要求1所述的線結構光光條中心線提取方法，其特征在于，所述步驟S3中提取光條骨架上每一點法線具體包括如下步驟：

S3.1、按列對步驟S1獲取的二值化光條圖像進行掃描，獲取每列中前景像素點的上下界坐標點，二值化光條圖像第i列上下界坐標點的坐標為：(u_i,v_imin)和(u_i,v_imax)

S3.2、求取二值化光條第i列的寬度w_i，計算公式為：w_i＝(v_imax-v_imin)²；

S3.3、對光條骨架中的每一列構建4個方向模板，其中第i列的模板大小的兩個參數為：round(·)為四舍五入取整函數，構建的4個方向模板分別為：

水平模板：為m_i×n_i；垂直模板：為n_i×m_i；左傾45°模板：為n_i×2m_i；右傾45°模板：為n_i×2m_i；

S3.4、計算光條骨架的每個點與4個模板的相關值，光條骨架第i列的點(u_i,v_i)的4個相關值分別為：

其中，I(u,v)表示光條骨架上點(u,v)處的灰度值，T_k(p,q)表示第k個模板對應矩陣中(p,q)處的元素值；k＝1,2,3,4；

S3.5、比較光條骨架上同一像素點處的四個相關值，相關值最高的方向為該點的法線方向Dir_Nor。