[发明专利]基于线激光光条的动态搜索感兴趣区域的方法

权利要求书

1.一种基于线激光光条的动态搜索感兴趣区域的方法，其特征是，该方法采用分组计算光条运动参数的方法预测光条的感兴趣区域；首先拍摄一组时间序列激光光条扫描图像，使用多边形提取被测物体的感兴趣区域，使用矩形提取首个光条的感兴趣区域；然后基于激光器转角对所有图像分组，对混合差分图像采用横向边缘检测，计算每组图像中光条的帧间像素速度；最后根据帧间像素速度动态提取图像中光条感兴趣区域；方法具体步骤如下：

第一步全局多边形ROI及光条的初始ROI

搭建基于线激光光条的视觉测量系统，安装在转台上的线激光器(2)通过旋转运动横向扫描被测物体(1)，将线激光条竖向投射到被测物体(1)上，激光器随着转台以ω的角速度转动，被测物体上的激光光条从首个光条(3)的位置移动到最后一个光条(4)的位置，光条运动速度为v，相应过程中激光器的转角为θ，并由摄像机拍摄一组时间序列图像；

对于该时间序列图像，图像的数量为N，每张图像大小为U×V，记该组图像中第i张图像为G(i)，其中i＝1,2,...,N；对首尾两张图像做算术平均，如公式(1)所示，获得包含背景和首尾光条的图像G_r；

确定G_r中被测物体的边缘，使用多边形粗提取该边缘，获得多边形感兴趣区域，记为ROI_poly；粗提取G_r中被测物体上的首、尾光条的矩形边界，忽略矩形在图像中的竖向长度和横坐标，得到两个矩形左上角点的横向坐标u₁和u₂、矩形在图像中的横向长度width₁和width₂；根据公式(2)计算光条的初始ROI区域RECV，即第一个光条的左边界为u₁，宽度为w＝max(width₁,width₂)；

RECV＝{u₁,max(width₁,width₂)} (2)

第二步基于分组图像计算线激光光条运动参数

当小转角范围内光条匀速运动，将N幅时间序列图像平均分为θ组，第j组中包括图像为G(j,1),G(j,2),…,G(j,n_j)，j＝1,2,…,θ；其中，n_j为第j组中的图像数量且θ°为线激光器总转角且θ取正整数；

对于第j组图像，根据公式(3)对第1幅和第n_j幅图像求差，得到只包含两个光条的混合差分图像G_j；

G_j＝abs(G(j,n_j)-G(j,1)) (3)

根据公式(4)对图像G_j卷积，计算G_j的横向梯度图像G_jx；

获取G_jx中第0.4V、0.45V、0.5V、0.55V、0.6V行的像素灰度值，记为G_jx(k,l)，其中，l＝1,2,…,U，k∈K，K＝{0.4V,0.45V,0.5V,0.55V,0.6V}；k取K中的五个不同值，以l为横坐标、G_jx(k,l)为纵坐标绘制五个直方图，根据k的取值，记为第k行直方图；查找第k行直方图中两个波峰簇对应的平均横坐标和根据公式(5)计算第j组图像光条相邻帧间的像素速度v_j；

第三步光条动态ROI

根据第一步的结果，已知第一组中第一幅图像光条的ROI左边界为u₁₁＝u₁，宽度w，右边界u₁₁+w；根据公式(6)计算第j组中第p幅图像光条的ROI左边界u_jp，则右边界为u_jp+w；

根据ROI_poly提取第j组中第p幅图像的多边形感兴趣区域，令其他区域的所有像素的灰度值为0；计算光条图像动态ROI参数，感兴趣区域选为矩形，四个角点为(u_jp,0)、(u_jp+w,0)、(u_jp+w,V)和(u_jp,V)；以这四个角点构成的矩形作为第j组第p幅图像的感兴趣区域；由此得到所有N幅图像中光条的感兴趣区域。