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专利号: 2022105720130
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种线结构光条纹中心提取方法,其特征在于,包括:获取线结构光条纹图像;

对线结构光条纹图像进行预处理;

利用二维高斯函数的可分解特性,对预处理后的线结构光条纹图像进行求解得到图像的一阶导数和二阶偏导数;

根据二阶偏导数建立Hessian矩阵,求解图像像素的特征向量;

基于特征向量,根据一阶导数过零点、二阶导数取得极小值的像素点为中心点的判断条件,求解亚像素中心点,即为线结构光条纹中心。

2.根据权利要求1所述的线结构光条纹中心提取方法,其特征在于,对线结构光条纹图像进行预处理,包括:通过对图像行的缓存,形成同二维高斯核尺寸大小一致的数据缓存窗口;

利用二维高斯滤波,去除线结构光条纹图像中含有的高斯白噪声和随机噪声。

3.根据权利要求2所述的线结构光条纹中心提取方法,其特征在于,二维高斯滤波,包括:h(x,y)=f(x,y)*g(x,y)=f(x,y)*g(x)*g(y)其中,h(x,y)为高斯滤波后的图像灰度值,f(x,y)为图像中坐标为(x,y)处的灰度值,g(x,y)为(x,y)处二维高斯函数,g(x)、g(y)为二维高斯函数分解为的两个一维高斯函数。

4.根据权利要求1所述的线结构光条纹中心提取方法,其特征在于,利用二维高斯函数的可分解特性,对预处理后的线结构光条纹图像进行求解得到图像的一阶导数和二阶偏导数,包括:其中,h′x(x,y)、h′y(x,y)为图像的一阶导数,h″xx(x,y)、h″xy(x,y)、h′yy(x,y)为图像的二阶偏导数,g′(x)、g″(x)、g′(y)、g″(y)分别为g(x)和g(y)的一、二阶导数。

5.根据权利要求1所述的线结构光条纹中心提取方法,其特征在于,根据二阶偏导数建立Hessian矩阵,求解图像像素的特征向量,包括:利用二阶偏导数建立Hessian矩阵;

对Hessian矩阵进行展开求解,求解特征值λ与特征向量(nx,ny):其中,(nx,ny)为图像中(x,y)处的特征向量。

6.根据权利要求1所述的线结构光条纹中心提取方法,其特征在于,根据一阶导数过零点、二阶导数取得极小值的像素点为中心点的判断条件,求解亚像素中心点,包括:定义每个像素点对应的Hessian矩阵对应的特征向量为所述像素点的法向量,沿着法向量方向对h(x,y)进行二维泰勒展开以找到最逼近一阶过零点的坐标点,h(x,y)沿特征向量(nx,ny)方向的二阶泰勒展开式为:其中,t为特征向量(nx.ny)的权值系数;

对Steger算法中特定约束条件参数求解,令一阶导数得:

相应的二阶导数h″t(x,y)求解如下;

亚像素中心点判定,通过预设的二阶导数的阈值h″thres,滤除掉二阶导数h″t(x,y)大于阈值h″thres的非候选线结构光条纹中心点;从各个离散像素点中,找出最接近一阶过零点的像素点,即满足 得到图像中(x,y)处二维图像亚像素中心坐标为:(x0+tnx,y0+tny),其中(x0,y0)为满足条件的当前像素点坐标。

7.一种线结构光条纹中心提取装置,其特征在于,包括处理器及存储介质;

所述存储介质用于存储指令;

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1至6任一项所述方法的步骤。

8.一种存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述方法的步骤。

9.一种线结构光条纹中心提取系统,其特征在于,包括权利要求7所述的线结构光条纹中心提取装置。