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结构光法形体检测系统中的条纹图像处理

作　者: 盖绍彦
导　师: 宋文忠；达飞鹏
学　校: 东南大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 三维检测畸变条纹阈值分割细化亚像素曲线拟合灰阶码
分类号: TP274.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 313次
引　用: 8次
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内容摘要

投影光栅法是一种非接触性快速获取三维物体轮廓的检测方法。用普通白光将矩形光栅或者正弦光栅投影于被测物体表面上,由于物体外形凹凸等几何形状变化而在物体表面产生畸变条纹,这些畸变条纹就包含了物体表面形状的三维信息,由CCD摄像头摄取这些畸变条纹信息,对这些图像进行相应的处理,得到有关条纹中心线的二维信息,然后再根据相应的数学转换模型和重构算法对物体的轮廓进行重构,就可以得到被测物体表面的三维外形数据信息。本文的第一章对三维物体形状检测技术的现状做了介绍,并简单说明了要重点研究的内容。第二章先简单描述了投影光栅法检测物体形状的整体流程,然后重点介绍了其中的数字图像处理模块,包括处理图像时用的数据结构,对图像进行滤波,二值化的算法,以及软件中用到的关键技术:面向对象技术。第三章详细讨论了条纹图像的细化,先描述并比较了几种经典的算法,然后研究亚像素定位技术,应用形心法和二次曲线拟合进行细化工作,以进一步提高细化结果的精度。第四章探讨了条纹编码的方法,在检测时,辨别出条纹的次数是必要的一步,本章介绍了灰阶码法,并提出了边界编码法。第五章对全文进行了总结。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-13
  1.1 三维形体检测技术的应用背景  9
  1.2 三维形体检测技术研究现状  9-12
    1.2.1 接触式  10
    1.2.2 非接触式  10-12
  1.3 面结构光投影法研究的目的、意义和课题任务  12-13
第二章系统的数字图像处理部分  13-30
  2.1 投影光栅法的基本原理  13-14
  2.2 图像处理整体流程  14-16
  2.3 图像格式  16-19
    2.3.1 面向Windows的位映像图形技术  16
    2.3.2 图像格式的选取  16-17
    2.3.3 BMP文件格式  17-19
  2.4 数据结构  19-23
    2.4.1 面向对象技术  19-20
    2.4.2 具体实现  20-23
  2.5 图像处理算法  23-30
    2.5.1 滤波  23-25
    2.5.2 二值化  25-27
    2.5.3 提取中心线  27-28
    2.5.3 示例  28-30
第三章细化方法研究  30-46
  3.1 光栅条纹图像的特点  30-31
  3.2 基于形态学的细化方法  31-34
  3.3 亚像素方法在细化中的应用  34-46
    3.3.1 亚像素  34-35
    3.3.2 形心法  35-39
    3.3.2 二次曲线拟合  39-44
    3.3.3 曲线拟合的进一步研究  44-46
第四章条纹编码方法研究  46-55
  4.1 为什么要编码  46-48
  4.2 Gray编码法及其优缺点分析  48-50
    4.2.1 Gray编码法基本思想  48-49
    4.2.2 Gray编码法具体实现  49-50
    4.2.3 Gray编码法的优缺点  50
  4.3 边界编码方法  50-52
  4.4 两种方法的比较  52-55
第五章总结与展望  55-57
  5.1 总结  55-56
  5.2 展望  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-61
作者在攻读硕士学位期间发表的论文  61

结构光法形体检测系统中的条纹图像处理

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