基于超分辨率重建的圖像特征提取方法研究.pdf

1、由于視覺測量技術(shù)具有精度高、效率高、信息量大及非接觸測量的優(yōu)勢，在航空航天、汽車、電子等諸多領(lǐng)域獲得了廣泛應用。隨著工業(yè)制造技術(shù)水平的提高，對視覺測量精度的要求不斷提高，而圖像分辨率直接影響著被測場景中關(guān)鍵特征信息提取及最終測量的精度，因此對高分辨率圖像的需求日益迫切。但由于光學傳感器件制造工藝和成本的限制，進一步提高圖像采集硬件設(shè)備難以實現(xiàn)，因此需要通過軟件方法來實現(xiàn)圖像分辨率的提高。圖像超分辨率重建具有成本低效果好的優(yōu)勢，可在現(xiàn)有硬

2、件設(shè)備基礎(chǔ)上實現(xiàn)圖像分辨率的提高，具有良好的應用前景。
　　超分辨率重建目前主要用于改善圖像的視覺效果，獲得主觀判斷上更清晰的圖像，尚沒有在圖像特征提取及測量領(lǐng)域的應用。因此本文針對實際測量需求，首先在圖像中構(gòu)造輔助特征，再利用超分辨率重建技術(shù)對特征信息區(qū)域進行重建，從而實現(xiàn)圖像特征信息提取及視覺測量精度的提高。主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）針對視覺測量及超分辨率重建對輔助特征的需求，本文利用多臺線激光器投射輔助靶標來構(gòu)造特

3、征，分析了激光輔助靶標的投射及調(diào)節(jié)需求，同時考慮設(shè)備緊湊性、實用性及可靠性，設(shè)計加工了一套激光器陣列調(diào)節(jié)裝置，并基于LabVIEW開發(fā)了相應的控制系統(tǒng)。實驗結(jié)果表明：該裝置及系統(tǒng)工作穩(wěn)定，具有良好的調(diào)控效率和魯棒性，能夠有效滿足測量及重建過程中對輔助特征的構(gòu)造需求。
　?。?）針對被測物形狀復雜、待提取關(guān)鍵特征信息多等需要對圖像進行大范圍重建的情況，重點考慮方法的效率、靈活性及適應性，提出了一種基于面積覆蓋原則的圖像超分辨率重建方

4、法。利用輔助靶標完成序列圖像配準，通過圖像反變換獲取僅存在亞像素位移的序列圖像，最后根據(jù)位移的大小對初始高分辨率圖像估計進行修正，實現(xiàn)圖像超分辨率重建。仿真實驗結(jié)果顯示，重建后圖像平均提取誤差由0.704像素減小至0.33像素。標定板角點提取實驗在橫向和縱向上的提取均方差分別減小了46.6%和47.5%。光條交點提取實驗中重建后擬合直線的均方差平均減小了31.7%。
　?。?）針對被測物結(jié)構(gòu)簡單、僅須對局部關(guān)鍵特征進行重建且精度要