激光标记怎么识别？这个算法不怕光照干扰

浙江理工大学学报( 自然科学版) ， 第31 卷， 第2 期， 2014 年 3 月 J ournal of Zh@ ang Sci— T ech University (Natural Sciences) V o1． 31，N o． 2 ，M ar． 2014 文章编 号 ：1673— 3851 (2014) 02— 0195— 06 激光标记 自动跟踪视频引伸计的标记识别算法研究 谢森栋 ，田秋红 ， 孙政荣，张立见 (浙江理工大学精密测量技术实验室，杭州 310018) 摘要： 针对视频引伸计易受光照变化干扰的问题， 提 出一种基于图像亮度调整和去雾增强相结合的图像预处 理算法， 获得了激光标记和试样标记的清晰图像； 分别利用 Cr 色度阈值分割算法和基于感兴趣 区域的亮度梯度阈 值分割算法提取激光标记和试样标记。在光照变化和有无试验机 夹头干扰的情况下分别进行了实验， 验证了算法 的稳 定性 和准确性。 关键词： 视频引伸计；图像处理；数学形态学增强； Cr 色度 ；亮度梯度 中图分类号 ： T P391． 41 文献标志码 ：A 0引 言 视频引伸计测量材料应变时 ， 一般预先在试样 上制作标记 ， 通过 图像测量技术对 CCD 采集 的图 像进行预处理、 标记提取 、 计算被测试样 的实时形变 量。边缘检测_2 4

和模板匹配是最常用 的图像 目 标特征提取方法 ， 但对实验光照条件要求高 ， 适应性 差。目 前， 在数字图像处理领域中解决光照问题主 要是通过 图像亮度补偿来实现 ： 直方图均衡化_8

能 有效 增 强 图像 对 比度 ， 却 容 易受 背 景 噪声 干 扰 ； Gamma 校正 ，通过改变 Gamma参数来控制一 幅 图像 的整体亮度， 但容 易造成 图像失 真 ； 非 线性变 换

， 采用像素值的对数变换来达到增强 图像 的 目 的 ； 同态滤波| _ 1 ， 根据光照反射理论 ， 通过傅里 叶变 换在频域 内对 图像亮度范围进行压缩的同时增强图 像的对比度 。非线性变换 和同态滤波计算量大 ， 不 满足测量系统实时性要求 。上述方法都是通过直接 提取试样标记来获取试样形变量 ， 未考虑测量过程 中试样标记变形 问题 ， 引入 了测量误差 。而基于激 光标记 自动跟踪测量材料变形的方法利用形状稳定 的激光标记跟踪试 样标记 ， 采用 连图算法提取激光 标记实现材料形变测量 ， 消除了试样标记变形引入 的误差_1 ， 但该方法在光照变化复杂情况下存在标 记提取的准确率下降的问题。本文在此基础上 ， 设 计了一种对光强变化具有强鲁棒性的预处理算法 ， 描述 了激光标记 自动跟踪视频引伸计的结构和测量 原理 ， 详细阐述了该视频引伸计 的图像预处理算法 和标记识别算法 ， 并设计了算法流程图， 最后进行了 实验验证 。 1 系统结构 激光标记 自动跟踪视频引伸计的结构如图 1所 图 1激光标记 自动跟踪视...