[发明专利]基于光栅投影的二维图像区域定位方法

摘要

本发明公开了一种能够明确图像噪声的来源和特性，对图像噪声遏制，快速可靠的基于光栅投影的二维图像区域定位方法：用摄像头拍摄基准图片后把一组粗、细光栅投影到物体上，每投射一幅光栅并对其进行一幅拍摄，通过阈值分割、图像滤波等后得到粗定位图像；对细光栅图像进行滤波，得到细光栅灰度图像；对各个粗定位图像上的像素点进行逐行遍历，用补偿算法进行处理等后，将被测物体空间分割成窄带状区域，并得到与此信息相对应的粗定位结果图像；将其上的边界信息叠加到所有的待分析细光栅灰度图像上，进行逐行遍历，进行二次曲线拟合，最后叠加所有细光栅灰度图像中的极值点，并使用该极值点信息作为最终物体空间划分结果。

主权项

1、一种用于条纹图像的基于光栅投影的二维图像区域定位方法，其特征在于：1)用CCD摄像头首先拍摄一幅被测物体的图片作为基准图片，然后由投影设备把一组粗、细光栅先后投影到物体上，每投射一幅光栅，CCD摄像头对其进行一幅拍摄，上述粗光栅为单条条纹宽度大于10像素的光栅，第1幅粗光栅图片中有黑白2条条纹，第2幅粗光栅图片对第1幅中的黑白条纹进行等分，得到4条黑白交替的条纹，依此类推，第n幅粗光栅图片对第n-1幅粗光栅图片中的条纹进行等分，得到2″条黑白交替条纹，上述细光栅为条纹宽度是最后一幅粗光栅图片中条纹宽度的二分之一的光栅，其中后一幅细光栅图片中条纹位置依次与上一幅细光栅图片中条纹位置在同方向上偏移l/k距离，l为细光栅中的条纹宽度，k为细光栅图片的总幅数，l/k值为0.4到0.6个像素宽度；2)先对基准图片进行阈值分割，得到基准图片的二值化图像；对粗光栅图像进行滤波，再对滤波后粗光栅图像的与基准图片二值化图像的白色区域相对应的区域进行阈值分割，并给滤波后粗光栅图像的与基准图片二值化图像的黑色区域相对应的区域赋予黑白以外的第三种颜色，得到粗定位图像；对细光栅图像进行滤波，得到对物体图像进行空间精确定位所用的细光栅灰度图像；3)对第一幅粗定位图像上的像素点进行逐行遍历，根据黑白颜色的突变信息，确定并得到第一幅粗定位图像上的条纹边界，并用补偿算法对条纹边界不连续之处进行连续化补偿处理，得到具有连续的第1黑白边界的第一幅粗定位补偿图像；将此前的各个连续的黑白边界叠加到第二幅粗定位图像上，对叠加后粗定位图像上的像素点进行逐行遍历，并根据黑白颜色的突变信息，在该叠加后粗定位图像上确定第二幅粗定位图像上的条纹边界，并用补偿算法对条纹边界不连续之处进行连续化补偿处理，得到具有连续的第2、第3黑白边界；依次类推，将此前的各个连续的黑白边界叠加到当前的粗定位图像上，对叠加后粗定位图像上的像素点进行逐行遍历，并根据黑白颜色的突变信息，在该叠加后粗定位图像上确定当前粗定位图像上的条纹边界，并用补偿算法对条纹边界不连续之处进行连续化补偿处理，直至得到具有连续的第2n-2及第2n-1黑白边界，由此将被测物体空间分割成窄带状区域，并得到了与此信息相对应的粗定位结果图像；上述补偿算法为：由摄像机取得的粗光栅图片经过图像的去噪、图像整体的阈值分割，再经过轮廓提取和边缘细化、图像的膨胀操作后，得到所需要的补偿对照图；逐行遍历当前图像中的像素，找到不连续边界点，再找到补偿对照图上的与该不连续边界点的位置相匹配的补偿参照点，根据补偿参照点的位置信息，对不连续边界进行补偿；4)将粗定位结果图像上的边界信息叠加到所有的待分析细光栅灰度图像上，在每一幅细光栅灰度图像中，对粗定位结果图像中的每两条边界之间的区域进行逐行遍历，使用最小二乘法对此区间逐行进行二次曲线拟合，得到此区间中每行上的极值点，最后叠加所有细光栅灰度图像中的极值点，并使用该极值点信息作为最终物体空间划分结果。