一种基于斜率搜索的结构光角点检测方法技术

技术编号:39729642 阅读:6 留言:0更新日期:2023-12-17 23:33
本发明专利技术公开了一种基于斜率搜索的结构光角点检测方法,包括:将彩色的结构光图像转化为灰度图像,并对其边缘信息增强然后转换为二值图像值图像进行区域分割得到图像的连通域

【技术实现步骤摘要】
一种基于斜率搜索的结构光角点检测方法


[0001]本专利技术涉及图像处理领域和水下成像
,尤其是一种基于斜率搜索的结构光角点检测方法


技术介绍

[0002]角点检测的目的是寻找图像中的兴趣点,兴趣点又称为特征点或者关键点,角点检测在图像匹配

目标追踪和三维重构等领域中具有广泛的应用

角点是图像中最基本的一种兴趣点,它可以定义为图像中两个边缘的交点,或目标轮廓上曲率的局部极大点

目前,常见的角点检测算法包括:
Harris
算法
、Fast
算法
、Surf
算法以及
Shi

Tomasi
算法等

[0003]基于结构光的水下成像方法是实现实时

跨介质成像的重要技术,其中对结构光图像进行角点检测又是基于结构光的水下成像方法中十分关键的环节

然而,水面的随机波动会导致相机拍摄的结构光图像出现复杂的折射畸变和运动模糊,图像的这种畸变和模糊严重影响了人们的视觉观察,而且极易造成对图像内容的误判

对于该类图像,目前现有的角点检测方法不能准确地提取图像的特征信息,容易出现错检

漏检以及多检等问题,对后续的图像复原和目标识别造成干扰


技术实现思路

[0004]针对目前的角点检测方法的不足,本专利技术提供一种基于斜率搜索的结构光角点检测方法,以保证在水下对空成像过程中角点检测的精度,并避免水面随机波动导致图像畸变模糊而使角点检测出现的多检

漏检和错检的问题

[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]一种基于斜率搜索的结构光角点检测方法,包括如下步骤:
[0007]步骤
1)
,将彩色的结构光图像转化为灰度图像,定义为
J
H
(x)
;接着增强
J
H
(x)
的图像的边缘信息;将图像
J
H
(x)
转换为二值图像
[0008]步骤
2)
,对二值图像进行区域分割得到图像的连通域,并获取每个连通域
R
m
的边缘轮廓像素集其中
m

1,

,n

n
为连通域的最大个数;然后求解连通域
R
m
的质心坐标
C
m

[0009]步骤
3)
,根据标准结构光的形状特征
k
边形和连通域
R
m
的质心位置,将边缘像素集划分成
k
个不同子集其中
k
为结构光图案中多边形的边数;
[0010]步骤
4)
,以质心坐标
C
m
为顶点与
k
个不同子集分别构造
k
个包含边缘像素子集的最小外接四边形;然后计算每个最小外接四边形中过质心坐标
C
m
的对角线斜率
λ
m,r

[0011]步骤
5)
,计算每个最小外接四边形包含的中的每个像素点坐标与质心坐标
C
m
连线的斜率,找到斜率为
λ
m,r
的像素点坐标
(x
m,r
,y
m,r
)
,该点即为所求连通域
R
m
角点坐标;完成对所有连通域的角点坐标的求解,进而实现整幅结构光图像的角点检测

[0012]本专利技术的优点或有益效果:
[0013](1)
本专利技术通过将通道分离技术将彩色结构光图像转化为灰度图像并利用边缘滤波的原理增强结构光图像的边缘特征,解决了在水下对空成像过程中,水体对光的吸收会导致结构光图像出现色偏现象,以及水面的随机波动还会导致图像出现畸变和模糊,使结构光边缘特征不清晰的问题;
[0014](2)
本专利技术通过斜率搜索方法快速获取结构光图像的角点,解决了现有的角点检测算法在水下对空成像中对结构光图像进行角点检测时容易出现的多检

漏检和错检的问题

附图说明
[0015]图1为实施例中基于斜率搜索的结构光角点检测方法的流程图;
[0016]图2‑
图5为实施例中基于斜率搜索的结构光角点检测方法的真实拍摄和检测效果图;其中,
[0017]图2为待处理的灰度图像;
[0018]图3为二值图像;
[0019]图4为连通域的质心计算结果;
[0020]图5为斜率搜索后的角点位置分布;
[0021]图6‑
图7为实施例中对水波扰动下的条纹网格结构光图像处理结果图;其中,
[0022]图6为拍摄扭曲的结构光图像;
[0023]图7为图像的角点检测结果

具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例对本
技术实现思路
作详细描述,所述实施例的示例在附图中示出

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本专利技术,而不能理解为对本专利技术的限制

[0025]实施例:
[0026]下面结合附图来描述本专利技术提出的基于斜率搜索的结构光角点检测方法

[0027]水下对空成像时,将条纹网格结构光图案投射至水面,水面平静时可以获取得到基准结构光图像

[0028]首先利用
HSI
颜色模型对图像进行通道分离,并对
H
通道图像进行引导滤波处理,再使用
OSTU
自适应阈值分割算法得到二值图像;然后通过连通域算子对图像进行区域分割得到图像中的所有连通域,并计算各个连通域的边缘像素集和质心位置;最后通过斜率搜索方法获取图像的角点坐标信息

[0029]如图1所示,一种基于斜率搜索的结构光角点检测方法,包括以下步骤:
[0030]步骤
(1)
,将自适应可调的结构光图案投射至水面,平静水面下相机可以获取得到一张基准结构光图像,根据
HSI
模型将彩色的结构光图像转化成
H
分量
、S
分量和分量,其中
H
表示颜色的频率,称为色调;
S
表示颜色的深浅程度,称为饱和度;
I
是图像的强度或者亮度;将
H
分量作为待处理的灰度图像,定义为
J
H
(x)
,如图2所示;然后通过引导滤波算法增强图像
J
H
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于斜率搜索的结构光角点检测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤
1)
,将彩色的结构光图像转化为灰度图像,定义为
J
H
(x)
;接着增强
J
H
(x)
的图像的边缘信息;将图像
J
H
(x)
转换为二值图像步骤
2)
,对二值图像进行区域分割得到图像的连通域,并获取每个连通域
R
m
的边缘轮廓像素集其中
m

1,

,n

n
为连通域的最大个数;然后求解连通域
R
m
的质心坐标
C
m
;步骤
3)
,根据标准结构光的形状特征
k
边形和连通域
R
m
的质心位置,将边缘像素集划分成
k
个不同子集其中
k
为结构光图案中多边形的边数;步骤
4)
,以质心坐标
C
m
为顶点与
k
个不同子集分别构造
k
个包含边缘像素子集的最小外接四边形;然后计算每个最小外接四边形中过质心坐标
C
m
的对角线斜率
λ
m,r
;步骤
5)
,计算每个最小外接四边形包含的中的每个像素点坐标与质心坐标
C
m
连线的斜率,找到斜率为
λ
m,r
的像素点坐标
(x
m,r
,y
m,r
)
,该点即为所求连通域
R
m
角点坐标;完成对所有连通域的角点坐标的求解,进而实现整幅结构光图像的角点检测
。2.
根据权利要求1所述的基于斜率搜索的结构光角点检测方法,其特征在于,步骤
2)
...

【专利技术属性】
技术研发人员:敖珺黄启鸿马春波简必建李松林
申请(专利权)人:桂林电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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