[发明专利]一种工业小尺度运动模糊成像条件下的产品尺寸亚像素测量方法

摘要

一种工业小尺度运动模糊成像条件下的产品尺寸亚像素测量方法，涉及一种基于机器视觉的工业产品尺寸高精度测量方法。为了解决在工业采集图像存在小尺度运动模糊时现有主流亚像素测量算法存在精度低的问题，本发明首先对工业元件图像进行灰度化和中值滤波处理，采用Canny算子进行边缘粗提取并进行局部连通域处理；然后对图中的直线边缘和弧形边缘进行检测与识别，并计算原始灰度图像上对应各边缘所含像素的法向量，计算缘像素沿其法向量方向上灰度值差分，求解二次拟合曲线最大值所在的位置并进行判断，最后对直线边缘有效亚像素位置进行直线最小二乘拟合，求解工业元件各个尺寸参数。本发明适用于产品尺寸的亚像素测量。

主权项

一种工业小尺度运动模糊成像条件下的产品尺寸亚像素测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、对工业相机采集得到的工业元件图像进行灰度化和中值滤波处理，得到原始灰度图像；步骤二、针对原始灰度图像，采用Canny算子进行边缘粗提取，确定边缘位置；对提取得到的边缘像素进行局部连通域处理，得到完整边缘二值图像；步骤三、对完整边缘二值图像进行连通域标记，对已标记的连通区域进行筛选，保留连通区域中所含像素的个数大于预设阈值T的连通区域；步骤四、对步骤三得到的经过连通域筛选后的完整边缘二值图像，分别采用Hough直线检测方法和Hough圆检测方法，对图中的直线边缘和弧形边缘进行检测与识别，得到满足不同直线参数的直线型边缘集合，以及满足不同圆参数的弧形边缘集合；并将所述满足不同直线参数或圆参数的边缘视为不同类型边缘；步骤五、根据完整边缘二值图像上的不同类型边缘，计算原始灰度图像上对应各边缘所含像素的法向量；步骤六、针对得到的每个边缘像素的法向量，基于图像插值方法求解每个边缘像素沿其法向量方向上的前后共2n+1个采样点的灰度值，其中n为预设值，且相邻采样点的间距为1像素；计算相邻采样点沿法向量方向的灰度值差分，得到2n个灰度差分值；对灰度差分值进行对于自然对数变换和二次曲线拟合，求解二次拟合曲线最大值所在的位置；步骤七、对每个边缘像素的二次拟合曲线最大值所在的位置进行判断：如果拟合曲线最大值所在位置与对应边缘像素的位置之间的距离小于n，则将此拟合曲线最大值所在位置认为有效亚像素位置；否则，舍弃该最大值位置，视对应边缘像素的亚像素位置提取失败；步骤八、对直线边缘有效亚像素位置进行直线最小二乘拟合；对弧形边缘有效亚像素位置进行圆最小二乘拟合；根据拟合结果，求解工业元件各个尺寸参数。