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(cè)量技術(shù)具有精度高、效率高、信息量大及非接觸測(cè)量的優(yōu)勢(shì)，在航空航天、汽車、電子等諸多領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。隨著工業(yè)制造技術(shù)水平的提高，對(duì)視覺測(cè)量精度的要求不斷提高，而圖像分辨率直接影響著被測(cè)場(chǎng)景中關(guān)鍵特征信息提取及最終測(cè)量的精度，因此對(duì)高分辨率圖像的需求日益迫切。但由于光學(xué)傳感器件制造工藝和成本的限制，進(jìn)一步提高圖像采集硬件設(shè)備難以實(shí)現(xiàn)，因此需要通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)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(shì)，可在現(xiàn)有硬

2、件設(shè)備基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)圖像分辨率的提高，具有良好的應(yīng)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(méi)有在圖像特征提取及測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用。因此本文針對(duì)實(shí)際測(cè)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(duì)特征信息區(qū)域進(jìn)行重建，從而實(shí)現(xiàn)圖像特征信息提取及視覺測(cè)量精度的提高。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）針對(duì)視覺測(cè)量及超分辨率重建對(duì)輔助特征的需求，本文利用多臺(tái)線激光器投射輔助靶標(biāo)來(lái)構(gòu)造特

3、征，分析了激光輔助靶標(biāo)的投射及調(diào)節(jié)需求，同時(shí)考慮設(shè)備緊湊性、實(shí)用性及可靠性，設(shè)計(jì)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(yīng)的控制系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)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(cè)量及重建過(guò)程中對(duì)輔助特征的構(gòu)造需求。
　?。?）針對(duì)被測(cè)物形狀復(fù)雜、待提取關(guān)鍵特征信息多等需要對(duì)圖像進(jìn)行大范圍重建的情況，重點(diǎn)考慮方法的效率、靈活性及適應(yīng)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(biāo)完成序列圖像配準(zhǔn)，通過(guò)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(duì)初始高分辨率圖像估計(jì)進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)圖像超分辨率重建。仿真實(shí)驗(yàn)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(biāo)定板角點(diǎn)提取實(shí)驗(yàn)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(diǎn)提取實(shí)驗(yàn)中重建后擬合直線的均方差平均減小了31.7%。
　?。?）針對(duì)被測(cè)物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、僅須對(duì)局部關(guān)鍵特征進(jìn)行重建且精度要