[发明专利]一种基于线结构光图像的有向生长结构光中心提取方法

说明书

本发明提供了一种基于线结构光图像的有向生长结构光中心提取方法，包括步骤1、通过线结构光的起始位置确定一个种子像素点；步骤2、根据确定的种子像素点，沿线结构光的光线走向方向搜索目标像素点，目标像素点在种子像素点的三邻域中确定；步骤3、将步骤2中确定的目标像素点定义为新的种子像素点；步骤4、以新的种子像素点为起点，重复步骤2‑3，直至找到所有种子像素点或目标像素点集合，完成线结构光中心提取。

技术领域

本发明属于线结构光中心提取技术领域，尤其涉及一种基于线结构光图像的有向生长结构光中心提取方法。

背景技术

随着结构光测量技术的发展，线结构光测量法在表面质量检测、医疗诊断、三维重建和工业自动化等诸多领域发挥着越来越重要的作用。线结构光测量系统包括激光器、相机等设备，由激光器向被测物体表面投射光线，使用相机拍摄并形成光条纹图像，通过对图像的处理和分析得到被测物体表面的信息。图像中的线结构光通常具有一定的宽度，能否准确地提取光条纹中心是线结构光测量的关键。

传统的线结构光中心提取方法有高斯近似法、重心法、线性插值法、抛物线估计法等，这些方法的提取速度慢、精度不高，难以应用于对测量精度和测量速度要求较高的工业测量。

发明内容

为了解决现有技术中存在的线结构光中心提取方法存在的问题，本发明提供了一种基于线结构光图像的有向生长结构光中心提取方法，该方法首先通过结构光的起始位置确定一个种子像素点，然后利用单线结构光的连续性来控制目标像素的搜索方向和范围，在保证结构光连续的前提下对目标进行细化，即有向生长结构光中心提取。

一种基于线结构光图像的有向生长结构光中心提取方法，步骤1、通过线结构光的起始位置确定一个种子像素点；步骤2、根据确定的种子像素点，沿线结构光的光线走向方向搜索目标像素点，目标像素点在种子像素点的三邻域中确定；步骤3、将步骤2中确定的目标像素点定义为新的种子像素点；步骤4、以新的种子像素点为起点，重复步骤2-3，直至找到所有种子像素点或目标像素点集合，完成线结构光中心提取。

进一步的，步骤1中通过线结构光的起始位置确定一个种子像素点，具体为：把从左到右按列统计值为1的像素个数记为n，每统计一列对n进行一次判断，当n≠0时，认定该列为光线左侧起点所在列，否则继续判断下一列；根据公式（1）对种子像素点进行筛选，式（1）含义为将起点所在列的第k个像素点作为种子像素点，

(1)

式（1）中：为种子像素点；为起点所在列的第k个像素点；当n为奇数时，k=(n+1)⁄2；当n为偶数时，k=n⁄2。

进一步的，步骤2中根据确定的种子像素点，沿线结构光的光线走向方向搜索目标像素点，目标像素点在种子像素点的三邻域中确定，具体为：在种子像素点的右侧进行目标像素点的搜索，三邻域从上到下依次为、和，设定像素点上方值为1的像素个数为，下方值为1的像素个数为，以像素为原点对其上下两个方向的像素值进行逐步判断，像素值为1则相应的像素个数加1，为0则停止在该方向上的判断，直至上下两方向均为0则停止判定；当时，将作为目标像素；当=时，将作为目标像素；当时，将作为目标像素。

本发明的基于线结构光图像的有向生长结构光中心提取方法，由于单线结构光具有连续性，目标像素的搜索方向和搜索范围根据其连续性控制，该方法具有运行时间短、效率高的优点，本方法避免了对图像的遍历，以种子像素为基点对目标像素进行搜索，减少了搜索时间，进而提高了工作效率。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施作进一步说明。

本发明提供了一种基于线结构光图像的有向生长结构光中心提取方法，该方法首先通过结构光的起始位置确定一个种子像素点，然后利用单线结构光的连续性来控制目标像素的搜索方向和范围，在保证结构光连续的前提下对目标进行细化，即有向生长结构光中心提取。