[发明专利]以三基色对比度为特征帧匹配测量二维位移的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及数字图像测量技术领域，特别是采用计算机摄像头测量物体的二维微小位移的方法及其装置。

背景技术

为了发挥计算机摄像头的光电传感器阵列的功能，“以对比度为特征帧匹配测量二维位移的方法及装置”(发明专利申请号：200910190926.0)提出了一种提取图像对比度特征，采用帧-帧关联匹配技术测量物体微小位移的方法及装置，它能够适应照明状况发生某种程度的变化，获取物体微小的二维位移矢量和速度矢量。不过，该申请针对的只是图像帧的亮度，尚未有充分利用光电传感器阵列的功能。

发明内容

为了进一步发挥计算机摄像头的光电传感器阵列的功能，本发明提供一种以三基色对比度为特征帧匹配测量二维位移的方法及装置，它以计算机摄像头为光电转换传感器，能够在照明状况发生一定的变化的环境中，测量物体在与摄像头的光轴相垂直的平面上的微小的二维位移矢量和速度矢量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：摄像头通过USB接口连接到一台普通的计算机，该计算机配置有USB接口、内存、CPU、硬盘、显示卡与显示器、键盘和鼠标、操作系统、摄像头驱动程序以及摄像头拍摄及三基色边方向数据帧匹配测量位移程序；该程序体现了本发明以三基色对比度为特征实施帧匹配测量物体微小二维位移的方法，包括：

步骤一、以位图(M×N，M，N∈正整数)的格式，拍摄一帧被测物体的图像，作为参考帧；

以所述拍摄帧的像素阵列其左上角的第一个像素的位置为原点，横向向右方向为x轴方向，垂直向下的方向为y轴方向；

在所述像素阵列的中央区域选取一个区域，大小为m₀×n₀，m₀，n₀∈正整数，称之为比较窗，所述比较窗分别距离所述像素阵列的水平方向和垂直方向的边缘像素各h和v个像素，即有：m₀+2h＝M，n₀+2v＝N，h，v∈正整数；

步骤二、对于上述参考帧之像素阵列，逐行导出沿X轴方向的诸像素亮度以及红、绿和蓝三种基色的边方向数据，分别以3bit的二进制数值001，010和100表示正边、负边以及第三类边，记为：{reference(x，y)}、{reference_红(x，y)}、{reference_绿(x，y)}和{reference_蓝(x，y)}，保存之；

步骤三、计算所述参考帧里比较窗的像素阵列的关于像素亮度的自关联匹配系数：

auto_correlation(a,b)=Σy=v+1v+1+nΣx=h+1h+1+m[reference(x,y)·reference(x+a,y+b)]]]>