光切法形貌测量中光条中心的亚像素提取.pdf

第18卷第2期 光学精密工程 VoLl8No．2 and Precision 2010年2月 Optics Engineering Feb．2010 文章编号 1004—924X(2010)02—0390—07 光切法形貌测量中光条中心的亚像素提取 贾倩倩，王伯雄，罗秀芝 (清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室，北京100084) 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 rnmX200mm测量范围下，误差(3a)为0．057mm，满足了测量对精 取方法的10％。利用该算法进行实际测量，在200 确性和实时性的要求。 关键词：图像处理；灰度梯度；亚像素中心 中图分类号：TP391．41文献标识码：A Extractionofcentral of in in lightstripesub-pixel positions 3Dsurfacemeasurementbased011 method lightsectioning Xiu—zhi JIA Bo—xiong，LUO Qian-qian，WANG PrecisionMeasurement and (StateKey Technology of Laboratoryof PrecisionInstrumentsand 100084，China) Mechanology，TsinghuaUniversity，Beijing ordertoextract ofa andtoensurethe ofsurface Abstract：In thecentral accuracy positionslightstripe measurementbasedon ofthe central extrac— method，an stripe position 1ight—sectioningapproachlight