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基于数字图像的亚像素边缘定位的研究

史成淼  
【摘要】: 随着现代化工业的高速发展,先进制造技术的突飞猛进,产品加工精度不断的提高,图像测量系统以其非接触、高精度、高效率、自动化等优点而倍受重视。 本文通过分析图像测量系统的两个处理过程,发现边缘定位的精度会直接影响到系统的测量精度,由此本文基于数字图像对亚像素边缘定位作了深入的研究。首先,通过实验比较选择出来了最优的图像平滑算子和边缘检测算子,为进一步的边缘精确定位提供了保障;然后,为得到更为精确的边缘位置,对各类亚像素边缘定位技术的工作原理进行了简单的分析,研究了一维灰度矩法、高斯拟合法、二次多项式插值法的定位精度和定位稳定性以及窗口大小对它们的影响,并通过计算机模拟实验和现实实验对其定量的和定性的进行了比较,得出了最优的亚像素边缘定位算子;最后,根据摄像机成像模型和非线性畸变模型,研究了摄像机镜头畸变对像素点位置的影响,并根据图像复原理论,首次将镜头的径向畸变系数引入亚像素边缘定位法中,对边缘的亚像素位置加以修正。通过实验证明将摄像机镜头的畸变系数引入亚像素边缘定位算法来提高边缘定位的精度是可行的、有效的。


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