基于黄金分割法的超视场零件图像拼接优化算法.pdf

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1、基于黄金分割法的超视场零件图像拼接优化算法口周虎口杨建国口陈栋梁东华大学机械工程学院上海201620摘要：为解决超视场零件的测量问题，必须获取待测大尺寸零件的全景图像针对基于相似性测度的模板匹配算法在图像拼接过程中的耗时问题，提出了利用黄金分割法快速收敛配准区域，大大提高了模板搜索的效率．为超视场零件的图像测量奠定了基础关键词：图像测量图像拼接黄金分割算法模板匹配相似性测度中图分类号：TH161；TP391．4文献标识码：A文章编号：1000—4998(2011)12—0006—03Abstrac

2、t：Tosettletheissueformeasurementofapartexceedingthevisualfield，apanoramiciimageforthepartundermeasurementshouldbeobtained．Aimingattime～consumingimagemosaicprocessintemplatematchingalgorithmbasedonsimilaritymeasures，thispaperproposestoadoptgoldensectio

3、nmethodtorealizefastconvergenceofregistrationarea．Thiswaycanimprovegreatlytheefficiencyfortemplatematchingandestablishthebasisforimagemeasurementoflargepartsexceedingvisualfield．KeyWords：ImageMeasurementImageMosaicGoldenSectionAlgorithmTemplateMatchin

4、gSimilarityneasure精密测量技术是现代工业发展的基础和先决条由测量软件评估零件．测量的精度和效率在一定程度上决定了制造业乃件的各种几何尺至科学技术发展的水平。作为一门多学科交叉的现代寸、公差等测量技术．高精度影像系统正成为一种重要的提高检1．2图像拼接原理测效率和保证产品质量的关键技术．具有广阔的应用图像测量要实前景[1-2]现高精度．首先要但是．传统的影像测量研究主要集中在单帧图像获取高精度的零件的小尺寸零件测量上．对于超过摄像机视场范围的大全景图像．而依靠尺寸零件．必须以多次拍

5、摄后进行拼接的办法来获取工作台运动控制精待测零件的全景图像由于图像拼接算法的复杂性．超度的硬件拼接方法视场零件的图像获取耗时太长，导致实用性不强。无法满足高精度图本文基于模板匹配的图像拼接算法．提出了利用像拼接的要求解黄金分割法快速收敛匹配区域的措施．大大提高了系决此问题一般是通统运行的实时性过相机运动控制获取一系列具有一定重叠区域的相邻子图像．通过软件算法对齐各子图像以构造一个无缝1图像拼接基本原理的、高清晰的全景图像[。图2为图像拼接的原理图1．1硬件架构图像拼接的关键在于图像局部区域的对准在

6、本根据机器视觉测量原理设计出的测量仪基本配置测量系统中．由于采用定焦和固定放大倍数的镜头及如图1所示，其工作原理为：待测机械零件置于静止的相机．同时机械装配保证了相机不能作旋转运动．设图透明玻璃台上．由上光源和背面光源同时照明；镜头、像I1中某点坐标(Y)经平移(￡，tv)后在10空间中的上光源和相机作为一个整体安装在运动体上，因而可坐标为(Xo,yo)．则图像区域对准可以用下式表示。以在、y、Z三维空间中任意定位。采用远心定焦镜头(‰yo、／=＼ty、／+()(1)以使获得的图像能充分反映零件的

7、细节，工业数字相上式表示图像拼接的关键在于控制图像各像素点机将采集的图像信号经图像采集卡传送至计算机，再的平移量(⋯t)。中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(编号：2011D10305)1．3基于相似性测度的模板匹配算法收稿日期：2011年6月机械制造49卷第568期l囤2011／12求取目标函数在直线上极值的一维搜索方法．它通过表1黄金分割法搜索区闻缩小过程不断缩短搜索区间的长度来寻求一维函数的极大值迭代次数mbCk巩FcFd其基本原理如下：1751lO0o8469040．7820．825设

8、目标函数为F(x)，给定的初始搜索区间为[28461ooO9049410．825O．441b1]，精度要求6>0，分割系数A=0．382，迭代步数k=l。38469418829041．5080．82548469048688811．1341．592(1)令Cl=口l+A(bl-a,1)，d1=61一A(b1-51)，计算Fc=F58689048818901．5921．13O(c1)和只Z=F(d1)；68688908768811．1451．592(2)如bk+l-ak+≥，转步骤(3