[发明专利]一种光斑提取及其质心确定的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光斑提取及其质心确定的方法，属于激光提取和定位技术领域。

背景技术

国内外有不少对光斑提取的详细分析和讨论，但都大部分侧重于对其中某种误差的讨论。有的虽然分析了CCD噪声对光斑质心定位精度的影响，但却未提出具体的实现方法。在市场应用这一块还存在很大的缺陷，本发明提供一种光斑提取及其质心确定的方法，可以很好的解决这一问题，具有非常广阔的市场前景和实际意义。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本发明提供一种光斑提取及其质心确定的方法，针对外界输入的图像，进行一系列图像的分解和特征提取来提取激光斑块，在使用交叉点定位光斑和高斯拟合的方法来确定中心坐标，从而达到准确确定光斑质心的效果。

技术方案：一种光斑提取及其质心确定的方法，包括如下步骤：

第一步：导入图像，对图像进行预处理，包括基于去雾算法的处理、滤波处理、基于直方图增强算法的处理以及基于彩色特征提取算法的处理，以提高图像质量。

第二步：计算图像彩色特征，得到特征图像(这里分析最佳色彩特征)。

第三步：阈值分割特征图像，并得到分割二值化图像(采用最佳阈值分割算法)。

第四步：通过寻找一阶导数交叉点的方法确定光斑的质心所覆盖的基本像素区域。

第五步：使用像素中心区域不饱和点灰度信息高斯拟合来计算光斑中心坐标。

有益效果：与现有技术相比，本发明提出的光斑提取及其质心确定的方法，通过简单而有效的实验方法实现了光斑的提取和质心的确定，大大的提高了他的精确度，减少实际运用测量中的误差。

附图说明

图1为本发明方法实施例的整体工作流程图；

图2为去雾算法物理模型图；

图3为S的边界示意图，其中(a)为结构元素S，(b)为S_up，(c)为S_low，(d)为S_leftt，(e)为S_righ；

图4(a)为理想光斑的能量分布图；

图4(b)为理想光斑x方向的能量分布函数曲线；

图4(c)为一阶导数分布曲线；

图4(d)为实际获得的光斑图像；

图4(e)为光斑中心确定原理图；

图4(f)为光斑中心确定原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，光斑提取及其质心确定的方法，具体步骤如下：

第一步：对从CCD获取的彩色图像进行预处理，包括基于去雾算法的处理、滤波处理、基于直方图增强算法的处理以及基于彩色特征提取算法的处理，以提高图像质量。

我们从CCD中获取的为彩色图像。与灰色图像不同，彩色图像是一种多通道的图像信号，由多个颜色分量组成。图像的像素是多维矢量，矢量的大小和方向代表不同的颜色信息。在处理时既要考虑有效的抑制噪声，又要减少处理前后图像在颜色上的误差。因此，在这我们采用的是基于排序统计的矢量中值滤波法。

首先对于具有N个矢量的集合V＝{v₁,v₂,,…,v_N}，将其通过一个矢量中值滤波器后得到的输出中值为x_VM＝VM{v₁,v₂,,,,v_N}，其中VM{v₁,v₂,,,,v_N}表示获得的彩色图像矢量。算法如下：

(1)对于每个矢量计算它到其余矢量的距离之和即为矢量差值的二范数之和(i＝1，2，…，N)；

(2)对S_i进行排序，从中选出最小值，记为S_k；

(3)则满足的v_k即为输出的中值矢量