一种基于相关法阈值迭代的拟合质心亚像素定位方法与流程

技术特征：
1.一种基于相关法阈值迭代的拟合质心亚像素定位方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤(1)、获取测试图像：固定相机，点亮led灯，调节曝光使拍摄得到的led图像为不饱和图像；步骤(2)、提取图像中的光斑区域；步骤(3)、计算初始阈值初始的阈值计算是将光斑有效区域边缘的像素灰度值取均值；步骤(4)、双线性插值细分像素采用双线性插值算法细分像素，增加光斑中心区域的有效像素，采用如式(1)的插值公式：f(u，v)＝(1-v j)(1-u-i)f(i，j) (1-v j)(u-i)f(i 1，j) (v-j)(1-u i)f(i，j 1) (v-j)(u-i)f(i 1，j 1)
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(1)式(1)中(u，v)(u∈(i，i 1)，v∈(j，j 1))为插值点的坐标，f(u，v)为(u，v)坐标的灰度值；插值完得到17
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17的光斑区域；步骤(5)、初步拟合基于阈值的抛物面曲面：首先认为光斑分布符合抛物面方程，抛物面公式如下式(2)所示式中a，b，c，d为待求系数，令根据式(2)得到方程组如式(3)：y＝a*b
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(3)根据式(3)的方程组利用最小二乘法，得到待求的系数矩阵b如下式(4)：式(4)中为b的最小二乘解，即为抛物面曲面方程的系数矩阵，a

是a的广义逆矩阵；通过式(4)求得的系数矩阵得到抛物面曲面方程如式(5)：即得到拟合的光斑曲面方程；步骤(6)、计算相关系数利用步骤(5)得到的曲面方程和光斑的灰度分布求相关系数，公式如下式(6)：
式(6)中g为光斑图像的灰度分布，f为步骤(5)拟合的光斑曲面方程，和分别是f(u，v)和g的均值，ρ值的范围是[-1，1]；相关系数ρ越大说明步骤(5)拟合的曲面与光斑的灰度分布越接近；步骤(7)、判断相关系数当步骤(6)中ρ＞0.9时，跳到步骤(8)；当步骤(6)中ρ≤0.9时，更新阈值，重复上述步骤(5)和步骤(6)；步骤(8)、得到质心坐标根据步骤(7)得到的最优曲面结合式(5)计算质心坐标如下式(6)和式(7)所示：根据步骤(7)得到的最优曲面结合式(5)计算质心坐标如下式(6)和式(7)所示：

技术总结
本发明公开了一种基于相关法阈值迭代的拟合质心亚像素定位方法。本发明在分析现有方法的基础上，采用基于阈值的抛物面拟合曲面，剔除背景噪声的同时提高计算效率，并提高了算法的抗干扰性；再将拟合的抛物面和相关系数结合，通过更新迭代阈值方法显著提高质心的定位精度。本发明的质心的定位精度达到0.01个像素。素。素。


技术研发人员：张敏
受保护的技术使用者：山西支点科技有限公司
技术研发日：2022.02.11
技术公布日：2022/6/1