线结构光条纹中心亚像素自适应提取算法论文.pdf

第 ４５卷　第 ３期 激　　光　　技　　术 Ｖｏｌ．４５，Ｎｏ．３
２０２１年 ５月 ＬＡＳＥＲＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｍａｙ，２０２１
　　文章编号：１００１３８０６（２０２１）０３０３５００７
线结构光条纹中心亚像素自适应提取算法
王福斌，刘贺飞，王　蕊，曾　凯
（华北理工大学 电气工程学院 自动化系，唐山 ０６３２１０）
摘要：为了解决传统条纹中心提取算法对物体材质及噪声敏感问题，采用自适应结构光条纹中心提取算法来提取
条纹亚像素坐标。该算法首先对图像进行预处理，利用图像掩模操作提取条纹图像感兴趣区域，通过自适应卷积模板消
除噪声干扰，得到条纹区域截面宽度及条纹中心坐标的像素集合；其次根据中心坐标的像素集合采用二次加权灰度重心
法求取条纹中心初始坐标值，将此作为种子点进行区域生长运算，并结合主成分分析分解特征矩阵；最终得到线结构光
中心的亚像素坐标点。结果表明，该算法能够有效快速地获取结构光条纹中心亚像素坐标，相比灰度重心法，所提算法
实验结果波动性较小且标准误差也相对较小，提取速度相比基于 Ｈｅｓｓｉａｎ矩阵的 Ｓｔｅｇｅｒ法提高近 ４倍，满足工业测量系
统实时性要求。所提出的结构光条纹中心提取算法具有较高的提取精度和良好的稳健性，计算复杂度低，具有较高的实
时性，可为后续 ３维视觉测量系统提供良好的精度保障。
关键词：图像处理；中心提取；加权灰度重心；区域生长；亚像素
中图分类号：ＴＰ３９１．４１　　　文献标志码：Ａ　　　ｄｏｉ：１０７５１０／ｊｇｊｓｉｓｓｎ１００１３８０６２０２１０３０１５
Ｓｕｂｐｉｘｅｌａｄａｐｔｉｖｅｃｅｎｔｅｒｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆｌｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｌｉｇｈｔｓｔｒｉｐｅ
ＷＡＮＧＦｕｂｉｎ，ＬＩＵＨｅｆｅｉ，ＷＡＮＧＲｕｉ，ＺＥＮＧＫａｉ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｎｇｓｈａｎ
０６３２１０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈ