針對小孔光斑中心測量問題,在分析用于中心坐標(biāo)點(diǎn)標(biāo)定的光斑圖像特征基礎(chǔ)上,采用以往閾值分割方法、邊緣測量方法對小孔光斑中心測量受到外界噪聲影響較大,導(dǎo)致測量誤差也相對較大,為了解決該問題,提出了基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的小孔光斑中心測量方法。依據(jù)數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)測量原理,獲取4個不同方向的中心元素,綜合各個方向和尺度元素得到梯度幅值,以此提取小孔光斑特征。在此基礎(chǔ)上使用濾波器改善與噪聲有關(guān)的邊緣檢測屬性,使邊緣增強(qiáng)與圖像降噪得到一種平衡,并采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法檢測中心邊緣。使用中值濾波消除剩余噪聲,利用灰度數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理小孔光斑,獲取粗略光斑中心位置,采用邊界生長方式,確定灰度邊界像素點(diǎn)的不同孤立點(diǎn),最終通過最小二乘原理推導(dǎo)出小孔光斑中心位置。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法抗噪性強(qiáng),測量誤差相對較小,對含有噪聲的光斑中心測量清晰且細(xì)節(jié)豐富。 

【文章來源】：激光雜志. 2020,41(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

邊緣形態(tài)

針對上述內(nèi)容，需先使用中值濾波消除剩余的噪聲，使用形態(tài)為3×3十字，閾值為10的灰度數(shù)學(xué)形態(tài)對小孔光斑進(jìn)行灰度數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理，處理結(jié)果如下圖2。分析圖2可以看出，小孔光斑的輪廓比較完整和清晰。在單像素的條件下分別從水平方向和垂直方向測量小孔光斑中心的輪廓，但是水平方向和垂直方向上存在很多離散點(diǎn)，因此，將2個方向所檢測到的小孔光斑通過數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)進(jìn)行合并處理，保證測量的中心位置盡可能精確，確定中心位置邊緣信息，如圖3所示。

分析圖2可以看出，小孔光斑的輪廓比較完整和清晰。在單像素的條件下分別從水平方向和垂直方向測量小孔光斑中心的輪廓，但是水平方向和垂直方向上存在很多離散點(diǎn)，因此，將2個方向所檢測到的小孔光斑通過數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)進(jìn)行合并處理，保證測量的中心位置盡可能精確，確定中心位置邊緣信息，如圖3所示。運(yùn)用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中的邊界生長法去除圓弧，同時，在邊界集合中保留較長的圓弧，提取沒有連續(xù)性的孤立點(diǎn)和距圓弧較遠(yuǎn)的邊界點(diǎn)�，F(xiàn)有方法僅處理整體區(qū)域中的某一像素點(diǎn)，導(dǎo)致測量效率相對較低。而采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的邊界生長具體實(shí)現(xiàn)步驟如下所示:

【參考文獻(xiàn)】：
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