光切法形貌测量中光条中心的亚像素提取

• 作者: 王伯雄 罗秀芝 贾倩倩
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 图像处理 灰度梯度 亚像素中心
• 年，卷（期）: 2010,（2）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 390-396
• 页数: 7页
• 分类号: TP391.41
• 字数: 3155字
• 语种: 中文

摘要

为了在光切法三维形貌测量中快速准确提取光条的中心位置,保证测量精度,研究了一种光条中心的亚像素提取方法.将图像的灰度视为关于坐标的二维函数,在CCD拍摄的激光光条图像中求取灰度的偏导数和梯度,图像中每一点的梯度代表此点的灰度变化方向,将此方向简化为光条上的点的法线方向.对梯度的大小设定阈值并结合该点的灰度信息,提取图像灰度变化最激烈的部分,即光条饱和带的像素位置.对光条饱和带的每个像素,按照不重复计算的原则在梯度方向上和规定邻域内求灰度中心,得到精确到亚像素级的光条中心位置.此方法将光条曲线的法线方向简化为灰度的梯度方向,省去了求海赛矩阵以确定法向的步骤.实验证明,同等条件下,该方法的计算耗时为常规亚像素提取方法的10%.利用该算法进行实际测量,在200 mm×200 mm测量范围下,误差(3σ)为0.057 mm,满足了测量对精确性和实时性的要求.