[发明专利]一种基于灰度分布建模的光斑中心提取方法及装置

摘要

本发明开公开了一种全新的基于灰度建模和特征比对的不均匀光斑中心提取方法。该方法包括用泽尔尼克多项式建立象差的描述方法；建立光斑灰度分布模型；获取实际光斑的灰度分布并预估光斑中心；计算相关系数并将实际光斑进行旋转；以相关系数作为反馈量，循环更改模型参数，使之与实际光斑达到最大匹配；计算光斑中心8邻域的相关系数，使用其梯度微调光斑中心。该装置包括象差描述模块、光学追迹和摄像学投影模块、中心点预估与交互模块、光斑旋转模块、模型变化模块、邻域梯度判断模块、光斑平移模块、相关系数计算模块。本发明适用于各种光斑中心的求取，提高了光斑中心的求取精度之余，其对象差引起的饱和不均匀光斑中心的求取更属首创。

主权项

一种基于灰度分布建模的光斑中心提取方法，其特征在于，步骤如下：S1，建立Zernike描述下的象差表达，并以几何光学追迹的方式建立象差影响下光斑的原始模型；S2，根据光学和摄像学理论查找光斑灰度分布的极值，找到分布中的全局最大值，得到模型光斑中心；S3：获得实际光斑的灰度分布，对图像进行预对齐和填充，并预估实际光斑中心；S4：计算模型光斑与实际光斑的相关系数，循环进行光斑旋转，循环的结束条件是相关系数最大；S5：以相关系数作为反馈量，循环更改步骤S1中的Zernike多项式的系数，从而改变模拟光斑，使模拟光斑与实际光斑达到最大匹配；循环终止后选择相关系数最大的球差项系数作为最终的光斑模型输出；S6：以步骤S5得到的模型光斑及光斑中心作为标准，将预估光斑中心向其像素的8邻域移动，并将移动后的实际光斑与模型光斑对齐，计算8邻域的相关系数，得到相关系数的最大方向和次最大方向；S7：判断最大方向和次最大方向的关系，如果相邻，则两个方向的向量相加，并因此向量移动实际光斑，否则以最大向量方向移动实际光斑。