具有亚像素精度的激光线中心检测

Question

我正在开发一个简单的‘激光线’扫描仪使用C++和OpenCV。到目前为止，我可以以1像素的精度检测到激光线的中心，因此我有了一个可能的“亚像素”函数/算法的起点。(激光线大约是。15-20像素宽)

现在，我有兴趣把这个改进到亚像素精度。我知道OpenCV有一些亚像素检测功能，但据我所知，这些功能仅用于检测角点。

如果有人有什么建议的话，我想听听。

一些信息；

• 系统: QT框架、C++、OpenCV库
• 照相机，单色(无颜色)，配有红色滤光片
• 图像分辨率；2560 x 1920
• 注:只有一张图像将被分析为激光线。

Answer 1

我使用了两种基本方法，取得了很好的效果：

• 简单:在一个帧上，阈值并定位包含激光条纹图像的区域，然后将抛物线与原始像素强度在一个很小的间隔(5-7像素，取决于您的聚焦程度)在每个图像行的最大强度附近拟合。您的装配程序必须有一个响声，因为离群点是可能的，例如近现场区域与一个重要的镜面反射。
• 更难，但更精确，如果你的相机的帧率足够高(或者光束移动足够慢)：Curless的时空分析。

搜索“亚像素激光拟合”返回了几个最近的结果。

在实际方面，要密切注意饱和度:你的曝光时间(或镜头光圈)应该确保你的传感器不会饱和，即使当光束击中物体表面最轻的部分。在信号被饱和截断的区域寻找一个峰值显然是毫无意义的。

聚焦(和景深)是其他需要注意的领域--物体表面上光束的模糊图像会产生一个偏置的峰值。