基于边缘像元投影的亚像素边缘检测研究

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1、硕士学位论文题目:基于边缘像元投影的亚像素边缘检测研究研究生常英杰专业测试计量技术与仪器指导教师徐平副教授完成日期2016年3月杭州电子科技大学硕士学位论文基于边缘像元投影的亚像素边缘检测研究研究生：常英杰指导教师：徐平副教授2016年3月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterResearchonSubpixelEdgeDetectionResearchBasedonEdgeProjectioninth

2、ePixelCandidate:ChangYingjieSupervisor:Prof.XuPingMarch,2016杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研巧工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处一，本人承担切相关责任。论文作

3、者签名：舜化曰期：年）月Ｈ曰学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，目Ｐ；研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为抗州电子科技大学。学校有权保留送交论文的＞＾、复印件，允许查阅和借阅论文１＾１，可；学校可公布论文的全部或部分内容以允许采用影印缩印或其它复制手段保存论文。保密论文在解密后遵守此规定（）＾｜论文作者签名：至曰期：７巧《７＞（年月＾

4、曰］｜指导教师签名：巧曰期：年３月之尸杭州电子科技大学硕士学位论文摘要现代制造业的快速发展使得各零件生产企业在生产加工过程中对零件的质量要求越来越严格。而零件的尺寸、角度、圆度等几何特征的加工精度是决定其质量的一个重要参考指标。目前，各大生产企业大都采用基于机器视觉的检测技术对零件在生产加工过程中的几何特征参数进行检测及控制。而精确的图像边缘检测是该技术能够成功实现检测目标的前提和关键。近年来，Agustín等人提出了一种基于边缘投影对像元输出值的影响效应的亚像素边缘检测方法。该方法利用边

5、缘像素点某一邻域内的灰度信息计算边缘在像元内的投影，进而求得边缘的亚像素位置，具有复杂度低、精确度高、稳定性强、梯度计算准确等优点，但该方法在具的体应用中需要在一些处理环节上加以改进。本文首先对该方法所依据的基本原理进行了深入地研究和阐述。然后具体分析了其计算过程，并在以下两处实现细节上加以改进：(1)原方法中采用边缘投影曲线的截距点作为边缘的亚像素位置。但实际上，截距点并不能代表像素内边缘点的最优值，所以在该方法的基础上，本文提出了由投影曲线上的三个特殊点来定位像素内边缘位置的方法。这三个点在投

6、影曲线上均匀分布，而且其中心点是梯度方向的直线与投影曲线的交点。(2)原方法中将边缘投影近似为直线，这种近似对微小轴承这种边缘曲率较大的零件的检测所造成的误差是比较大的，而且会弱化其几何特征。针对这种情况，本文将边缘投影直接按圆来进行处理，然后将其在0点处展开成2阶泰勒公式，最后求解各项的系数，得到边缘的亚像素位置。此外，本文还进行了以下几方面的工作：(1)、研究了经典算子法和最优算子法中各边缘检测算子的特性，并通过实验进行验证和对比分析，根据具体情况选择最合适的边缘检测算子；(2)、分析了图像中

7、内部噪声的分布类型，并针对工业现场中常见的外部噪声提出了一种基于形态学的消除方法；(3)、研究了通过快速分割边缘区域来加快边缘检测速度的方法。这些研究有助于提高亚像素边缘检测的精度和速度。最后，本文基于上述算法对汽车发动机进气歧管和微小轴承的图像进行处理，计算出了其各内径的像素尺寸，并具体论述了实验设备的选取和图像采集的方法。实验结果表明，与原有方法相比，本文的方法具有更高的精确度。与基于曲面拟合的亚像素边缘检测方法相比，本文的方法不仅精确度高，而且抗干扰能力强，可用于高精度边缘检测和视觉测量等应

8、用中。关键词：视觉测量，边缘区域分割，数学形态学，边缘像元投影，亚像素边缘检测I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTTherapiddevelopmentofmodernmanufacturingindustrymakesdifferentpartsmanufacturerspaymoreattentiontothequalityoftheparts,whichismostlydecidedbythemachiningaccuracyofgeometricfeatures,