[發(fā)明專(zhuān)利]一種復(fù)雜環(huán)境下的線(xiàn)結(jié)構(gòu)光中心線(xiàn)提取方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011334449.3
• 申請(qǐng)日: 2020-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112489052A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鋒;張勇停;李超;汪平;孫晗笑;葉童玲;張惠惠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/11
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/11;G06T5/00
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 杭行

1.一種復(fù)雜環(huán)境下的線(xiàn)結(jié)構(gòu)光光條中心線(xiàn)提取方法，其特征在于，包括：

S1、對(duì)采集的光條圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括圖像去噪、RGB分量提取、圖像二值化；

S2、預(yù)處理后的光條圖像進(jìn)行感興趣區(qū)域裁剪；

S3、對(duì)裁剪后的圖像進(jìn)行距離變換，得到光條粗提取圖像；

S4、采用Pavlidis細(xì)化算法對(duì)光條圖像細(xì)化，得到光條中心線(xiàn)初始值；

S5、采用自適應(yīng)平滑算法平滑初始光條中心線(xiàn)的凸起和毛刺，得到精準(zhǔn)的光條中心線(xiàn)提取圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜環(huán)境下的線(xiàn)結(jié)構(gòu)光光條中心線(xiàn)提取方法，其特征在于，所述步驟S1中對(duì)光條圖像進(jìn)行預(yù)處理包括：將采集到的圖像采用中值濾波進(jìn)行去噪，RGB分量提取，并二值化為黑白圖像，其中白色為前景，黑色為背景。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)雜環(huán)境下的線(xiàn)結(jié)構(gòu)光光條中心線(xiàn)提取方法，其特征在于，所述步驟S1采用Kittler算法對(duì)圖像進(jìn)行二值化。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜環(huán)境下的線(xiàn)結(jié)構(gòu)光光條中心線(xiàn)提取方法，其特征在于，所述步驟S2中對(duì)光條圖像進(jìn)行感興趣裁剪包括：對(duì)包含二值圖像前景的矩形區(qū)域裁剪。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜環(huán)境下的線(xiàn)結(jié)構(gòu)光光條中心線(xiàn)提取方法，其特征在于，所述步驟S3中對(duì)光條圖像距離變換包括：通過(guò)表識(shí)目標(biāo)點(diǎn)與背景點(diǎn)距離的過(guò)程，將二值圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，在這幅灰度圖像中,每個(gè)像素與距離最近的背景間的距離用該像素的灰度級(jí)表示。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜環(huán)境下的線(xiàn)結(jié)構(gòu)光光條中心線(xiàn)提取方法，其特征在于，所述步驟S4中對(duì)光條圖像Pavlidis細(xì)化包括：對(duì)光條圖像經(jīng)過(guò)一層層的剝離，從原來(lái)的圖中去掉一些點(diǎn)，但仍要保持原來(lái)的形狀,直到得到單像素寬的骨架，即為光條中心初始值。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜環(huán)境下的線(xiàn)結(jié)構(gòu)光光條中心線(xiàn)提取方法，其特征在于，所述步驟S5中對(duì)光條圖像自適應(yīng)平滑包括：根據(jù)光條中心像素灰度值的突變特性，自適應(yīng)改變?yōu)V波器的權(quán)值，在區(qū)域平滑的過(guò)程中使圖像的邊緣銳化，得到精準(zhǔn)的光條中心。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜環(huán)境下的線(xiàn)結(jié)構(gòu)光光條中心線(xiàn)提取方法，其特征在于，所述步驟S3中對(duì)裁剪后的圖像進(jìn)行距離變換具體包括如下步驟：

S3.1、將圖像中的像素點(diǎn)分為內(nèi)部點(diǎn)、外部點(diǎn)和孤立點(diǎn)，內(nèi)部點(diǎn)中心像素的上下左右四領(lǐng)域?yàn)?，孤立點(diǎn)中心像素的上下左右四領(lǐng)域像素為0，否則將其余點(diǎn)定義為邊界點(diǎn)；

S3.2、二值光條圖像中有一塊連通區(qū)域L，包括了目標(biāo)集合P與背景集B，距離圖為D，則距離變化的公式為：

D(P)＝Min(dis(p,q))p∈P,q∈B

式中：Min(dis)表示目標(biāo)點(diǎn)P與背景集合B中的最小的距離，

歐式距離函數(shù)dis( )為：

S3.3、遍歷圖像中所有的內(nèi)部點(diǎn)與非內(nèi)部點(diǎn)，點(diǎn)集為P1，P2，對(duì)于P1中的每個(gè)內(nèi)部點(diǎn)(x,y)，使用距離公式dis()求得其在P2中的最小距離，最小距離構(gòu)成集合P3；求得P3中的最大值Max和最小值Min，并按照下式給出每個(gè)內(nèi)部點(diǎn)的灰度值Gray；

Gray(x，y)＝255×|P3(x,y)-Min|/|Max-Min|

式中：P3(x，y)表示P1中的點(diǎn)(x，y)在P2中的最短距離；

S3.4、孤立點(diǎn)不采取任何操作，在距離變換后二值圖像變?yōu)榇嬖诟↑c(diǎn)類(lèi)型的32位灰度圖，為了方便顯示需要?dú)w一化操作。