申请/专利权人：江苏科技大学

申请日：2022-08-03

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN115205369B

主分类号：G06T7/66

分类号：G06T7/66;G06T3/04;G06N20/10;G06F17/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2022.11.04#实质审查的生效;2022.10.18#公开

摘要：本发明涉及光学图像测量技术领域，具体地说，是一种抗大气湍流的灯靶图像位移提取算法，包括以下步骤：S1、在初始参考图中确定灯靶目标的粗略计算窗口，并计算该区域的能量；S2、在粗选窗口提取能量集中区域；S3、在有效窗口内进行形心和灰度平方质心检测；S4、确定参考图中灯靶目标的加权中心定位结果；S5、在后续变形图中重复S1‑S4；S6、计算中心位移；本发明专利提出基于能量累加的自适应计算窗口选择，同时基于最小二乘支持向量机进行最终的加权中心定位，通过变形前后的目标中心定位结果得到其像素位移。该位移提取算法的提出可以提高摄影测量技术应对大气湍流扰动的鲁棒性以及结构位移测量精度。

主权项：1.一种抗大气湍流的灯靶图像位移提取算法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在初始参考图中确定灯靶目标的粗略计算窗口，并计算该区域的能量；S2、在粗选窗口提取能量集中区域；S3、在能量集中区域内进行形心和灰度平方质心检测；S4、确定参考图中灯靶目标的加权中心定位结果；S5、在后续变形图中重复S1-S4；S6、计算中心位移；在所述步骤S1中，在初始参考图中确定灯靶目标的粗略计算窗口M×N，使用公式1计算该区域的能量E，其中，gx，y表示像素坐标x，y处的灰度： 在所述步骤S2中，在粗选窗口提取能量集中区域，即有效计算窗口，该区域需要同时满足公式2和公式3的条件，即当灰度gx，y大于阈值gT时，计算其能量，需要满足能量大于总能量的η倍，若不满足，需要重新调整gT的值直到同时满足这两个条件，其中，η表示CCD相机弥散斑能量集中度，η＝80％，gT表示满足能量集中度后的新的窗口判定阈值； 在所述步骤S3中，在有效窗口内进行形心和灰度平方质心检测，形心计算采用公式4，灰度是二值化灰度； 对于灰度平方质心计算，需要采用像素自身的灰度值，为了降低噪声的影响，需要对提取的有效窗口内的像元进行灰度优化，具体计算过程如式5所示，灰度平方质心计算采用公式6： 在所述步骤S4中，权重值的求解采用的是最小二乘支持向量机方法LS-SVM，在实际结构位移测量前，预先采集一些现场的稳定灯靶目标的图像，用于LS-SVM的学习，选取在支座或者基础附近的目标，以该目标位移时程的方差最小为目标优化函数： 通过预先学习，得到最优的权重值；在所述步骤S4中，确定参考图中灯靶目标的加权中心定位结果，将得到的形心x1,y1和灰度平方质心x2,y2与真实中心x0,y0间的加权关系表示为： 式中，ηi表示两种定位结果的权重；在所述步骤S6中，计算中心位移，假定在参考图frame_0中的加权中心定位结果为：xw0,yw0，在变形图frame_i中的加权中心定位结果为：xwi,ywi，则位移分量为：

全文数据：

权利要求：

百度查询： 江苏科技大学 一种抗大气湍流的灯靶图像位移提取算法

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