[发明专利]一种线结构光光条中心线提取方法

权利要求书

1.一种线结构光光条中心线提取方法，其特征在于，包括：

S1、对采集的光条图像进行预处理，并二值化为黑白图像，其中白色为前景，黑色为背景；

S2、对二值化光条图像进行膨胀腐蚀，得到封闭二值图像，提取封闭二值图像中的光条骨架；

S3、采用自适应宽度方向模板法计算光条骨架上每一点的法线；

S4、在光条骨架上每一点法线方向提取光条中心线。

2.根据权利要求1所述的线结构光光条中心线提取方法，其特征在于，所述步骤S1中对光条图像进行预处理包括：将彩色图像转换为灰度图像，并增强图像对比度，对图像进行去噪。

3.根据权利要求2所述的线结构光光条中心线提取方法，其特征在于，所述增强图像对比度采用图像灰度拉伸，具体为：

其中，f(x,y)是输入图像在(x,y)像素处的灰度值，f_min是输入图像的最小灰度值，f_max是输入图像的最高灰度值，MAX和MIN是要拉伸到灰度空间的灰度最小值和灰度最大值，F(x,y)为灰度拉伸后在(x,y)像素处的灰度值。

4.根据权利要求2所述的线结构光光条中心线提取方法，其特征在于，采用高斯滤波对图像进行去噪。

5.根据权利要求1所述的线结构光光条中心线提取方法，其特征在于，所述步骤S1中采用大津阈值法对图像进行二值化。

6.根据权利要求1所述的线结构光光条中心线提取方法，其特征在于，所述步骤S2中采用Zhang-suen细化算法提取封闭二值图像中的光条骨架。

7.根据权利要求1所述的线结构光光条中心线提取方法，其特征在于，所述步骤S3中提取光条骨架上每一点法线具体包括如下步骤：

S3.1、按列对步骤S1获取的二值化光条图像进行扫描，获取每列中前景像素点的上下界坐标点，二值化光条图像第i列上下界坐标点的坐标为：(u_i,v_imin)和(u_i,v_imax)

S3.2、求取二值化光条第i列的宽度w_i，计算公式为：w_i＝(v_imax-v_imin)²；

S3.3、对光条骨架中的每一列构建4个方向模板，其中第i列的模板大小的两个参数为：round(·)为四舍五入取整函数，构建的4个方向模板分别为：

水平模板：为m_i×n_i；垂直模板：为n_i×m_i；左倾45°模板：为n_i×2m_i；右倾45°模板：为n_i×2m_i；

S3.4、计算光条骨架的每个点与4个模板的相关值，光条骨架第i列的点(u_i,v_i)的4个相关值分别为：

其中，I(u,v)表示光条骨架上点(u,v)处的灰度值，T_k(p,q)表示第k个模板对应矩阵中(p,q)处的元素值；k＝1,2,3,4；

S3.5、比较光条骨架上同一像素点处的四个相关值，相关值最高的方向为该点的法线方向Dir_Nor。