專利名稱：一種光斑圖像多路質(zhì)心定位方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光斑圖像處理技術(shù)，具體涉及一種光斑圖像多路質(zhì)心定位方法及裝置。
背景技術(shù)：
光斑圖像是機器視覺和模式識別中常見的圖像信息，光斑質(zhì)心是光斑圖像的特征，光斑質(zhì)心被廣泛應(yīng)用于機器視覺中的目標跟蹤、視覺檢測中高精度三維測量的特征點提取、空間應(yīng)用的深空激光通訊中激光光斑中心的定位、姿態(tài)測量部件星敏感器的星點定位、太陽敏感器的太陽光斑定位。為了在實時性要求較高的視覺動態(tài)跟蹤、測量及小型化要求的空間應(yīng)用中，能提高光斑圖像質(zhì)心定位中的數(shù)據(jù)處理速度和抗噪聲能力，并實現(xiàn)對任意大小的任意多個光斑圖像進行處理，在中國專利號為200610161802. 6，發(fā)明名稱為“快速高精度光斑圖像質(zhì)心定位方法及裝置”的專利中，提出了一種質(zhì)心跟隨成像方法，該方法通過判斷并標記屬于同一個光斑的像素，并進行一階距計算，利用現(xiàn)場可編程門列陣(Field Programmable GateArray，F(xiàn)PGA)的并行處理特點，在掃描一幀圖像的同時進行實時的光斑圖像定位，可使圖像實時更新，質(zhì)心數(shù)據(jù)也跟隨著實時更新。為了提高數(shù)據(jù)并行處理能力和數(shù)據(jù)處理速度，使儀器設(shè)備適用于更大面陣圖像傳感器，在中國專利號為200810222489. 1，發(fā)明名稱為“一種雙路質(zhì)心跟隨成像方法及裝置”的專利中，提出了一種雙路質(zhì)心跟隨成像的方法，該方法在處理整幅光斑圖像時，每次同時讀入當前相鄰奇偶兩路像素的灰度值，并同時對兩路像素的灰度值與預(yù)設(shè)閾值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果完成對兩路像素的處理，得到的光斑圖像質(zhì)心坐標值。但是，目前相鄰奇偶兩路的質(zhì)心跟隨成像方法依賴于特定的像素讀出方式，這種方式僅適用于使用了互補金屬氧化物半導(dǎo)體(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor，CMOS)為加工工藝的、型號為LUPA-4000的圖像傳感器芯片，對于其他形式的雙路輸出，該方法并不能應(yīng)用，因此該方法的適用范圍非常小。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種光斑圖像多路質(zhì)心定位方法及裝置，能夠在更大尺寸的光斑圖像中快速定位質(zhì)心坐標，大大提高了質(zhì)心定位的速度。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種光斑圖像多路質(zhì)心定位方法，該方法包括將整幅光斑圖像分為兩個或四個子像面；對每個子像面，分別采用單路質(zhì)心跟隨成像方法處理光斑，得到光斑信息并保存；依次對子像面之間交界處的光斑進行融合處理；根據(jù)光斑信息計算并輸出光斑圖像質(zhì)心坐標值。
上述方案中，所述光斑信息包括灰度和、灰度加權(quán)行坐標和、灰度加權(quán)列坐標和以及構(gòu)成光斑的像素個數(shù)；相應(yīng)的，所述保存為將每個光斑或每個光斑部分所得到的灰度和、灰度加權(quán)行坐標和、灰度加權(quán)列坐標和以及構(gòu)成光斑的像素個數(shù)分別存儲于四個存儲器中。上述方案中，所述對每個子像面，分別采用單路質(zhì)心跟隨成像方法處理光斑，得到光斑信息并保存包括讀取當前像素的灰度值，判斷當前像素的灰度值是否大于預(yù)設(shè)閾值，若判斷的結(jié)果為是，則繼續(xù)判斷當前像素左方像素的標記和當前像素上方像素的標記是否都為零；否貝U，將當前像素的標記寫為零，累加器清零，將累加器中的值存入地址為零的數(shù)據(jù)存儲器中；判斷當前像素左方像素的標記和當前像素上方像素的標記是否都為零，若判斷的結(jié)果為是，則將當前像素的標記記為一個新標記，并將新標記寫入當前像素的行標記緩存；四個累加器分別賦值為灰度值、灰度與行坐標之積、灰度與列坐標之積、新標記的像素個數(shù)，將累加器中的值分別存入地址為新標記的四個數(shù)據(jù)存儲器中；否則，繼續(xù)判斷當前像素左方像素的標記是否為零且當前像素上方像素的標記是否大于零；判斷當前像素左方像素的標記是否為零且當前像素上方像素的標記是否大于零，若判斷的結(jié)果為是，則復(fù)制當前像素上方像素的標記作為當前像素的標記，將當前像素上方像素的標記寫入當前像素的行標記緩存，將當前像素上方像素標記對應(yīng)的存儲空間中的數(shù)據(jù)讀出分別累加到當前像素標記對應(yīng)的存儲空間中，將累加器中的值分別存入以當前像素標記為地址的數(shù)據(jù)存儲器中；否則，繼續(xù)判斷當前像素左方像素的標記是否大于零且當前像素上方像素的標記是否等于零；判斷當前像素左方像素的標記是否大于零且當前像素上方像素的標記是否等于零，若判斷的結(jié)果為是，則復(fù)制當前像素左方像素的標記作為當前像素的標記，將當前像素
左方像素的標記寫入當前像素的行標記緩存，將當前像素灰度值、灰度與行坐標之積、灰度與列坐標之積、屬于同一個標記的像素個數(shù)分別累加到相應(yīng)的累加器，將累加器中的值分別存儲以當前像素標記為地址的數(shù)據(jù)存儲器中；否則，繼續(xù)判斷當前像素左方像素的標記值是否等于當前像素上方像素的標記值；判斷當前像素左方像素的標記是否等于當前像素上方像素的標記，若判斷的結(jié)果為是，則復(fù)制當前像素左方像素的標記作為當前像素的標記，將當前像素左方像素的標記寫入當前像素的行標記緩存，將當前像素灰度值、灰度與行坐標之積、灰度與列坐標之積、屬于同一個標記的像素個數(shù)分別累加到相應(yīng)的累加器，將累加器中的值分別存儲以當前像素標記為地址的數(shù)據(jù)存儲器中；否則，繼續(xù)判斷當前像素左上方像素的標記是否大于零；判斷當前像素左上方像素的標記是否大于零，若判斷的結(jié)果為是，則復(fù)制當前像素左方像素的標記作為當前像素的標記，將當前像素左方像素的標記寫入當前像素的行標記緩存，將當前像素灰度值、灰度與行坐標之積、灰度與列坐標之積、屬于同一個標記的像素個數(shù)分別累加到相應(yīng)的累加器，將累加器中的值分別存儲以當前像素標記為地址的數(shù)據(jù)存儲器中；否則，則復(fù)制當前像素左方像素的標記作為當前像素的標記，將當前像素左方像素的標記寫入當前像素的行標記緩存，將當前像素上方像素標記對應(yīng)的存儲空間中的數(shù)據(jù)分別累加到當前像素標記對應(yīng)的存儲空間中，清空當前像素上方像素標記對應(yīng)的存儲空間，將累加器中的值分別存入以當前像素的標記為地址的數(shù)據(jù)存儲器中。上述方案中，若處理至每行的最后一個像素，則將當前像素的標記寫入當前像素的列標記緩存。上述方案中，所述依次對子像面之間交界處的光斑進行融合處理包括判斷左列標記緩存中當前標記的上方標記是否大于零且右列標記緩存中當前標記的上方標記是否大于零，若判斷的結(jié)果為是，則繼續(xù)判斷左列標記緩存中當前標記是否等于零且右列標記緩存中當前標記是否等于零；否則，則左列標記緩存和右列標記緩存數(shù)據(jù)讀取完畢，數(shù)據(jù)融合處理結(jié)束；判斷左列標記緩存中當前標記是否等于零且右列標記緩存中當前標記是否等于零，若判斷的結(jié)果為是，則將當前標記右上方像素標記對應(yīng)的存儲空間的數(shù)據(jù)讀出累加到當前標記值左上方像素標記對應(yīng)的存儲空間，清空當前標記右上方像素標記對應(yīng)的存儲空間；否則，繼續(xù)判斷左列標記緩存中當前標記是否大于零且右列標記緩存中當前標記是否等于零;判斷左列標記緩存中當前標記是否大于零且右列標記緩存中當前標記是否等于零，若判斷的結(jié)果為是，則將當前標記右上方像素標記對應(yīng)的存儲空間的數(shù)據(jù)讀出累加到當前標記左方像素標記對應(yīng)的存儲空間，清空當前標記右上方像素標記對應(yīng)的存儲空間；否則，繼續(xù)判斷左列標記緩存中當前標記是否大于零且右列標記緩存中當前標記是否大于零；判斷左列標記緩存中當前標記是否大于零且右列標記緩存中當前標記是否大于零，若判斷的結(jié)果為是，則將當前標記值左上方像素標記對應(yīng)的存儲空間的數(shù)據(jù)讀出累加到當前標記右方像素標記對應(yīng)的存儲空間，清空當前標記左上方像素標記對應(yīng)的存儲空間；否則，則左列標記緩存和右列標記緩存數(shù)據(jù)讀取完畢，數(shù)據(jù)融合處理結(jié)束。本發(fā)明還提供了一種光斑圖像多路質(zhì)心定位裝置，該裝置包括像面劃分模塊、光斑處理模塊、光斑融合模塊和質(zhì)心計算模塊；其中，所述像面劃分模塊，用于將整幅光斑圖像分為兩個或四個子像面；所述光斑處理模塊，用于對每個子像面，分別采用單路質(zhì)心跟隨成像方法處理光斑，得到光斑信息并保存；所述光斑融合模塊，用于依次對子像面之間交界處的光斑進行融合處理；所述質(zhì)心計算模塊，用于根據(jù)光斑信息計算并輸出光斑圖像質(zhì)心坐標值。上述方案中，所述光斑融合模塊具體用于判斷左列標記緩存和右列標記緩存中當前標記、當前標記的上方標記是否大于零，根據(jù)判斷結(jié)果，將標記對應(yīng)的存儲空間的數(shù)據(jù)合并。上述方案中，所述光斑融合模塊包括判斷模塊和合并模塊；其中，所述判斷模塊，用于判斷左列標記緩存和右列標記緩存中當前標記、當前標記的上方標記是否大于零，并將判斷結(jié)果發(fā)送給合并模塊；所述合并模塊，用于根據(jù)判斷模塊發(fā)來的判斷結(jié)果，將標記對應(yīng)的存儲空間的數(shù)據(jù)合并。上述方案中，所述光斑處理模塊包括灰度值讀取模塊、第一數(shù)據(jù)處理模塊和第一計算模塊；其中，
所述灰度值讀取模塊，用于同時讀取當前左路和右路像素的灰度值，將讀取的灰度值送入第一數(shù)據(jù)處理模塊；所述第一數(shù)據(jù)處理模塊，用于將灰度值讀取模塊發(fā)來的當前像素的灰度值與預(yù)先設(shè)定的閾值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果對當前像素進行標記，將對應(yīng)標記存入行標記緩存器或列標記緩存器，累加器分別賦值并將累加器中的值存入對應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲器；所述第一計算模塊，用于計算并存儲像素灰度值和X坐標值乘積的累加值、像素灰度值和y坐標值乘積的累加值和相同標記的像素個數(shù)。本發(fā)明提供的光斑圖像多路質(zhì)心定位方法及裝置，將整幅光斑圖像分為兩個或四個子像面；對每個子像面，分別采用單路質(zhì)心跟隨成像方法處理光斑，得到光斑信息并保存；依次對子像面之間交界處的光斑進行融合處理；根據(jù)光斑信息計算并輸出光斑圖像質(zhì)心坐標值。通過本發(fā)明的技術(shù)方案,能夠在更大尺寸的光斑圖像中快速定位質(zhì)心坐標,大大提聞了質(zhì)心定位的速度。另外，受電荷I禹合型圖像傳感器(Charge Coupled Device, CO))的工藝所限，CO)的像素單元只能逐個輸出，因此，大多數(shù)CCD的并行輸出是按兩路或四路的方式輸出的，本發(fā)明的技術(shù)方案正好能夠為大多數(shù)具備雙路輸出或四路輸出的CCD所適用，例如FTT1010M
等等，適用范圍更廣。


圖1為本發(fā)明像面中光斑位置示意圖；圖2為本發(fā)明光斑圖像多路質(zhì)心定位方法的實現(xiàn)流程示意圖；圖3為本發(fā)明光斑圖像多路質(zhì)心定位方法的具體實現(xiàn)流程示意圖；圖4為本發(fā)明中單路質(zhì)心跟隨成像方法流程示意圖；圖5為本發(fā)明中對數(shù)據(jù)進行融合處理的流程示意圖；圖6為本發(fā)明光斑圖像多路質(zhì)心定位裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明裝置中光斑處理模塊的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的基本思想是將整幅光斑圖像分為兩個或四個子像面，對每個子像面，分別采用單路質(zhì)心跟隨成像方法處理第一類光斑，得到第一類光斑的質(zhì)心信息并保存；對每個子像面，分別采用單路質(zhì)心跟隨成像方法處理第二類光斑的一部分，得到第二類光斑各部分的質(zhì)心信息并保存；依次對兩兩對稱的子像面進行光斑融合。其中，所述質(zhì)心信息包括灰度和、灰度加權(quán)行坐標和、灰度加權(quán)列坐標和以及構(gòu)成光斑的像素個數(shù)；相應(yīng)的，將每個光斑或每個光斑部分所得到的灰度和、灰度加權(quán)行坐標和、灰度加權(quán)列坐標和以及構(gòu)成光斑的像素個數(shù)分別存儲于四個存儲器中；一般，可將整幅光斑圖像分為左、右兩個子像面，或分為上、下兩個子像面；或者，分為左上、右上、左下、右下四個子像面；所述兩兩對稱的子像面可以是左和右子像面、或上和下子像面、或左上和右上子像面、或左下和右下子像面、或左上和左下子像面、或右上和右下子像面；所述依次對兩兩對稱的子像面進行光斑融合為如果有兩個子像面，則對兩個子像面進行光斑融合；如果有四個子像面，則先對兩個對稱子像面如左上和右上子像面、以及左下和右下子像面進行光斑融合；再對另兩個對稱子像面如左上和左下子像面、以及右上和右下子像面進行光斑融合。圖1為本發(fā)明像面中光斑位置示意圖，其中，圖1中2NX2N的方框為ー個像面，像面中灰色標出的部分為光斑，圖1的像面中包括三個光斑光斑11、光斑12和光斑13。如圖1所示，像面中的光斑位置分為兩類第一類，光斑位置完全位于ー個子像面中，如位于像面的左半邊或右半邊，如圖1中的光斑11或光斑13所示；第二類，光斑位置位于像面中心線附近，光斑的一部分位于ー個子像面中，如像面的左半邊，另一部分位于另ー個子像面中，如像面的右半邊，如圖1中的光斑12所示。這里，可將像面的左半邊、像面的右半邊分別稱為第一子像面、第二子像面；或?qū)⑾衩娴纳习脒?、像面的下半邊分別稱為第一子像面、第二子像面。對于劃分兩個子像面的情況，分別對第一子像面和第二子像面采用單路質(zhì)心跟隨成像的方法處理第一類光斑，得到第一類光斑的質(zhì)心信息，包括灰度和、灰度加權(quán)行坐標和、灰度加權(quán)列坐標和以及構(gòu)成光斑的像素個數(shù)；第二類光斑被分為兩部分，分別位于兩個子像面，每個光斑部分分別采用單路質(zhì)心跟隨成像的方法處理，得到每個光斑部分的質(zhì)心信息，包括灰度和、灰度加權(quán)行坐標和、灰度加權(quán)列坐標和以及構(gòu)成每個光斑部分的像素個數(shù)，將不同光斑不同部分的質(zhì)心信息分別存入四個存儲器中，通過光斑融合方法，將第二類光斑在第一子像面和第二子像面的質(zhì)心信息進行融合，通過計算得到光斑圖像質(zhì)心坐標值，并將坐標值輸出。對于劃分四個子像面的情況，與劃分兩個子像面的處理方法類似，分別對四個子像面采用單路質(zhì)心跟隨成像的方法處理第一類光斑的質(zhì)心信息，包括灰度和、灰度加權(quán)行坐標和、灰度加權(quán)列坐標和以及構(gòu)成光斑的像素個數(shù)；第二類光斑被分為兩部分或多部分，每個光斑部分同樣分別采用單路質(zhì)心跟隨成像的方法處理得到灰度和、灰度加權(quán)行坐標和、灰度加權(quán)列坐標和以及構(gòu)成每個光斑部分的像素個數(shù)，對應(yīng)于不同光斑不同部分的質(zhì)心信息分別將四個結(jié)果存入四個存儲器中，只是在光斑融合的時候，在兩個對稱子像面融合之后，再進行另兩個對稱子像面的融合即可。本發(fā)明光斑圖像多路質(zhì)心定位方法實現(xiàn)流程如圖2所示，包括步驟200 :將整幅光斑圖像分為兩個或四個子像面；步驟201 :對每個子像面，分別采用單路質(zhì)心跟隨成像方法處理光斑，得到光斑信息并保存；步驟202 :依次對子像面之間交界處的光斑進行融合處理；步驟203 :根據(jù)光斑信息計算并輸出光斑圖像質(zhì)心坐標值。下面以劃分左右兩個子像面的情況為例，結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明再作進ー步詳細的說明。本實施例中，光斑圖像的左半邊像面為第一子像面，光斑圖像的右半邊像面為第二子像面。圖3為本發(fā)明光斑圖像多路質(zhì)心定位方法的具體實現(xiàn)流程示意圖，如圖3所示，包括以下步驟步驟301 :同時讀取當前光斑圖像的左路和右路像素的灰度值；這里，若整幅光斑圖像包含2NX 2N個像素，則第一子像面包含了 NX 2N個像素，第二子像面包含了 NX2N個像素；
所述同時讀取左路和右路像素的灰度值為對于左路，從第一行開始，列坐標從I 開始逐像素加I直至N ;對于右路，從第一行開始，列坐標從2N開始逐像素減I直至N+1。
步驟302 :將讀取的像素的灰度值與預(yù)先設(shè)定的閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果對當前像素進行標記，累加器分別賦值并將累加器中的值存入對應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲器；
這里，步驟302為單路質(zhì)心跟隨成像的方法，具體的，所述單路質(zhì)心跟隨成像的方法如圖4所示，包括以下步驟
步驟302a 302c :判斷當前像素的灰度值是否大于預(yù)設(shè)閾值，若判斷的結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟302d 302p ;否則，將當前像素的標記寫為零，四個累加器清零，將累加器中的值存入地址為零的數(shù)據(jù)存儲器中，執(zhí)行步驟302q ；
其中，若當前像素的灰度值小于等于閾值，則將當前像素的標記記為零，對應(yīng)于當前像素的行標記緩存清零，同時灰度累加器清零，灰度加權(quán)行坐標累加器清零，灰度加權(quán)列坐標累加器清零以及像素個數(shù)累加器清零，最后將四個累加器的值分別存入以地址為零的四個數(shù)據(jù)存儲器中。
步驟302d 302f :判斷當前像素左方像素的標記和當前像素上方像素的標記是否都為零，若判斷的結(jié)果為是，則將當前像素的標記記為一個新標記，并將新標記寫入當前像素的行標記緩存；同時四個累加器分別賦值為灰度值、灰度與行坐標之積、灰度與列坐標之積、新標記的像素個數(shù)，將累加器中的值分別存入地址為新標記的四個數(shù)據(jù)存儲器中，執(zhí)行步驟302q ;否則，執(zhí)行步驟302g ；
步驟302g 3021:判斷當前像素左方像素的標記是否為零且當前像素上方像素的標記是否大于零，若判斷的結(jié)果為是，則復(fù)制當前像素上方像素的標記作為當前像素的標記，將當前像素上方像素的標記寫入當前像素的行標記緩存，將當前像素上方像素標記對應(yīng)的存儲空間中的數(shù)據(jù)讀出分別累加到當前像素標記對應(yīng)的存儲空間中，將累加器中的值分別存入以當前像素標記為地址的數(shù)據(jù)存儲器中，執(zhí)行步驟302q ;否則，執(zhí)行步驟302j ；
步驟302j 3021 :判斷當前像素左方像素的標記是否大于零且當前像素上方像素的標記是否等于零，若判斷的結(jié)果為是，則復(fù)制當前像素左方像素的標記作為當前像素的標記，將當前像素左方像素的標記寫入當前像素的行標記緩存，將當前像素灰度值、灰度與行坐標之積、灰度與列坐標之積、屬于同一個標記的像素個數(shù)分別累加到相應(yīng)的累加器， 將累加器中的值分別存儲以當前像素標記為地址的數(shù)據(jù)存儲器中，執(zhí)行步驟302q;否則， 執(zhí)行步驟302m ；
步驟302m :判斷當前像素左方像素的標記是否等于當前像素上方像素的標記，若判斷的結(jié)果為是，執(zhí)行步驟302k ;否則，執(zhí)行步驟302η ；
步驟302η:判斷當前像素左上方像素的標記是否大于零，若判斷的結(jié)果為是，執(zhí)行步驟302k ;否則，執(zhí)行步驟302ο 302ρ :復(fù)制當前像素左方像素的標記作為當前像素的標記，將當前像素左方像素的標記寫入當前像素的行標記緩存，將當前像素上方像素標記對應(yīng)的存儲空間中的數(shù)據(jù)分別累加到當前像素標記對應(yīng)的存儲空間中，清空當前像素上方像素標記對應(yīng)的存儲空間，將累加器中的值分別存入以當前像素的標記為地址的數(shù)據(jù)存儲器中，執(zhí)行步驟302q;
步驟302q:判斷是否處理至每行的最后一個像素，若判斷的結(jié)果為是，執(zhí)行步驟302r :則將當前像素的標記記入當前像素的列標記緩存；否則，執(zhí)行步驟302s ；步驟302s :判斷是否所有像素處理完畢，若判斷的結(jié)果為是，執(zhí)行步驟302t :結(jié)束當前處理進程；否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟302a，直到所有像素處理完畢為止。步驟303 :同時讀取并比較左列標記緩存和右列標記緩存中的對應(yīng)的數(shù)據(jù)，根據(jù)比較結(jié)果對數(shù)據(jù)進行融合處理；具體的，對數(shù)據(jù)進行融合處理如圖5所示，包括以下步驟步驟303a :判斷左列標記緩存中當前標記的上方標記是否大于零且右列標記緩存中當前標記的上方標記是否大于零，若判斷的結(jié)果為是，執(zhí)行步 驟303b :否則，執(zhí)行步驟303h :左列標記緩存和右列標記緩存數(shù)據(jù)讀取完畢，數(shù)據(jù)融合處理結(jié)束；步驟303b 303c :判斷左列標記緩存中當前標記是否等于零且右列標記緩存中當前標記值是否等于零，若判斷的結(jié)果為是，將當前標記右上方像素標記對應(yīng)的存儲空間的數(shù)據(jù)讀出累加到當前標記左上方像素標記對應(yīng)的存儲空間，清空當前標記右上方像素標記對應(yīng)的存儲空間，執(zhí)行步驟303h ;否則，執(zhí)行步驟303d ；步驟303d 303e :判斷左列標記緩存中當前標記是否大于零且右列標記緩存中當前標記是否等于零，若判斷的結(jié)果為是，則將當前標記右上方像素標記對應(yīng)的存儲空間的數(shù)據(jù)讀出累加到當前標記左方像素標記對應(yīng)的存儲空間，清空當前標記右上方像素標記對應(yīng)的存儲空間，執(zhí)行步驟303h ;否則，執(zhí)行步驟303f ；步驟303f 303g :判斷左列標記緩存中當前標記是否大于零且右列標記緩存中當前標記是否大于零，若判斷的結(jié)果為是，則將當前標記左上方像素標記對應(yīng)的存儲空間的數(shù)據(jù)讀出累加到當前標記右方像素標記對應(yīng)的存儲空間，清空當前標記左上方像素標記對應(yīng)的存儲空間，執(zhí)行步驟303h ;否則，執(zhí)行步驟303h :左列標記緩存和右列標記緩存數(shù)據(jù)讀取完畢，融合處理結(jié)束。步驟304 :計算標記相同的像素的灰度值和坐標值乘積的累加值與灰度值的累加值之商，得到光斑圖像質(zhì)心坐標值并將坐標值輸出；這里，將標記相同的像素的灰度值和坐標值乘積的累加值與灰度值的累加值做除法,得到姆個光斑的質(zhì)心坐標。如公式(I)所示。
權(quán)利要求
1.一種光斑圖像多路質(zhì)心定位方法，其特征在于，該方法包括 將整幅光斑圖像分為兩個或四個子像面； 對每個子像面，分別采用單路質(zhì)心跟隨成像方法處理光斑，得到光斑信息并保存； 依次對子像面之間交界處的光斑進行融合處理； 根據(jù)光斑信息計算并輸出光斑圖像質(zhì)心坐標值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述光斑信息包括灰度和、灰度加權(quán)行坐標和、灰度加權(quán)列坐標和以及構(gòu)成光斑的像素個數(shù)； 相應(yīng)的，所述保存為將每個光斑或每個光斑部分所得到的灰度和、灰度加權(quán)行坐標和、灰度加權(quán)列坐標和以及構(gòu)成光斑的像素個數(shù)分別存儲于四個存儲器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述對每個子像面，分別采用單路質(zhì)心跟隨成像方法處理光斑，得到光斑信息并保存包括 讀取當前像素的灰度值，判斷當前像素的灰度值是否大于預(yù)設(shè)閾值，若判斷的結(jié)果為是，則繼續(xù)判斷當前像素左方像素的標記和當前像素上方像素的標記是否都為零；否則，將當前像素的標記寫為零，累加器清零，將累加器中的值存入地址為零的數(shù)據(jù)存儲器中；判斷當前像素左方像素的標記和當前像素上方像素的標記是否都為零，若判斷的結(jié)果為是，則將當前像素的標記記為一個新標記，并將新標記寫入當前像素的行標記緩存；四個累加器分別賦值為灰度值、灰度與行坐標之積、灰度與列坐標之積、新標記的像素個數(shù)，將累加器中的值分別存入地址為新標記的四個數(shù)據(jù)存儲器中；否則，繼續(xù)判斷當前像素左方像素的標記是否為零且當前像素上方像素的標記是否大于零； 判斷當前像素左方像素的標記是否為零且當前像素上方像素的標記是否大于零，若判斷的結(jié)果為是，則復(fù)制當前像素上方像素的標記作為當前像素的標記，將當前像素上方像素的標記寫入當前像素的行標記緩存，將當前像素上方像素標記對應(yīng)的存儲空間中的數(shù)據(jù)讀出分別累加到當前像素標記對應(yīng)的存儲空間中，將累加器中的值分別存入以當前像素標記為地址的數(shù)據(jù)存儲器中；否則，繼續(xù)判斷當前像素左方像素的標記是否大于零且當前像素上方像素的標記是否等于零； 判斷當前像素左方像素的標記是否大于零且當前像素上方像素的標記是否等于零，若判斷的結(jié)果為是，則復(fù)制當前像素左方像素的標記作為當前像素的標記，將當前像素左方像素的標記寫入當前像素的行標記緩存，將當前像素灰度值、灰度與行坐標之積、灰度與列坐標之積、屬于同一個標記的像素個數(shù)分別累加到相應(yīng)的累加器，將累加器中的值分別存儲以當前像素標記為地址的數(shù)據(jù)存儲器中；否則，繼續(xù)判斷當前像素左方像素的標記值是否等于當前像素上方像素的標記值； 判斷當前像素左方像素的標記是否等于當前像素上方像素的標記，若判斷的結(jié)果為是，則復(fù)制當前像素左方像素的標記作為當前像素的標記，將當前像素左方像素的標記寫入當前像素的行標記緩存，將當前像素灰度值、灰度與行坐標之積、灰度與列坐標之積、屬于同一個標記的像素個數(shù)分別累加到相應(yīng)的累加器，將累加器中的值分別存儲以當前像素標記為地址的數(shù)據(jù)存儲器中；否則，繼續(xù)判斷當前像素左上方像素的標記是否大于零； 判斷當前像素左上方像素的標記是否大于零，若判斷的結(jié)果為是，則復(fù)制當前像素左方像素的標記作為當前像素的標記，將當前像素左方像素的標記寫入當前像素的行標記緩存，將當前像素灰度值、灰度與行坐標之積、灰度與列坐標之積、屬于同一個標記的像素個數(shù)分別累加到相應(yīng)的累加器，將累加器中的值分別存儲以當前像素標記為地址的數(shù)據(jù)存儲器中；否則，則復(fù)制當前像素左方像素的標記作為當前像素的標記，將當前像素左方像素的標記寫入當前像素的行標記緩存，將當前像素上方像素標記對應(yīng)的存儲空間中的數(shù)據(jù)分別累加到當前像素標記對應(yīng)的存儲空間中，清空當前像素上方像素標記對應(yīng)的存儲空間，將累加器中的值分別存入以當前像素的標記為地址的數(shù)據(jù)存儲器中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，若處理至每行的最后一個像素，則將當前像素的標記寫入當前像素的列標記緩存。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述依次對子像面之間交界處的光斑進行融合處理包括判斷左列標記緩存中當前標記的上方標記是否大于零且右列標記緩存中當前標記的上方標記是否大于零，若判斷的結(jié)果為是，則繼續(xù)判斷左列標記緩存中當前標記是否等于零且右列標記緩存中當前標記是否等于零；否則，則左列標記緩存和右列標記緩存數(shù)據(jù)讀取完畢，數(shù)據(jù)融合處理結(jié)束；判斷左列標記緩存中當前標記是否等于零且右列標記緩存中當前標記是否等于零，若判斷的結(jié)果為是，則將當前標記右上方像素標記對應(yīng)的存儲空間的數(shù)據(jù)讀出累加到當前標記值左上方像素標記對應(yīng)的存儲空間，清空當前標記右上方像素標記對應(yīng)的存儲空間；否則，繼續(xù)判斷左列標記緩存中當前標記是否大于零且右列標記緩存中當前標記是否等于零；判斷左列標記緩存中當前標記是否大于零且右列標記緩存中當前標記是否等于零，若判斷的結(jié)果為是，則將當前標記右上方像素標記對應(yīng)的存儲空間的數(shù)據(jù)讀出累加到當前標記左方像素標記對應(yīng)的存儲空間，清空當前標記右上方像素標記對應(yīng)的存儲空間；否則，繼續(xù)判斷左列標記緩存中當前標記是否大于零且右列標記緩存中當前標記是否大于零；判斷左列標記緩存中當前標記是否大于零且右列標記緩存中當前標記是否大于零，若判斷的結(jié)果為是，則將當前標記值左上方像素標記對應(yīng)的存儲空間的數(shù)據(jù)讀出累加到當前標記右方像素標記對應(yīng)的存儲空間，清空當前標記左上方像素標記對應(yīng)的存儲空間；否則， 則左列標記緩存和右列標記緩存數(shù)據(jù)讀取完畢，數(shù)據(jù)融合處理結(jié)束。
6.一種光斑圖像多路質(zhì)心定位裝置，其特征在于，該裝置包括像面劃分模塊、光斑處理模塊、光斑融合模塊和質(zhì)心計算模塊；其中，所述像面劃分模塊，用于將整幅光斑圖像分為兩個或四個子像面；所述光斑處理模塊，用于對每個子像面，分別采用單路質(zhì)心跟隨成像方法處理光斑，得到光斑信息并保存；所述光斑融合模塊，用于依次對子像面之間交界處的光斑進行融合處理；所述質(zhì)心計算模塊，用于根據(jù)光斑信息計算并輸出光斑圖像質(zhì)心坐標值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述光斑融合模塊具體用于判斷左列標記緩存和右列標記緩存中當前標記、當前標記的上方標記是否大于零，根據(jù)判斷結(jié)果，將標記對應(yīng)的存儲空間的數(shù)據(jù)合并。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述光斑融合模塊包括判斷模塊和合并豐吳塊；其中，所述判斷模塊，用于判斷左列標記緩存和右列標記緩存中當前標記、當前標記的上方標記是否大于零，并將判斷結(jié)果發(fā)送給合并模塊； 所述合并模塊，用于根據(jù)判斷模塊發(fā)來的判斷結(jié)果，將標記對應(yīng)的存儲空間的數(shù)據(jù)合并。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述光斑處理模塊包括灰度值讀取模塊、第一數(shù)據(jù)處理模塊和第一計算模塊；其中， 所述灰度值讀取模塊，用于同時讀取當前左路和右路像素的灰度值，將讀取的灰度值送入第一數(shù)據(jù)處理模塊； 所述第一數(shù)據(jù)處理模塊，用于將灰度值讀取模塊發(fā)來的當前像素的灰度值與預(yù)先設(shè)定的閾值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果對當前像素進行標記，將對應(yīng)標記存入行標記緩存器或列標記緩存器，累加器分別賦值并將累加器中的值存入對應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲器； 所述第一計算模塊，用于計算并存儲像素灰度值和X坐標值乘積的累加值、像素灰度值和y坐標值乘積的累加值和相同標記的像素個數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光斑圖像多路質(zhì)心定位方法，該方法包括將整幅光斑圖像分為兩個或四個子像面；對每個子像面，分別采用單路質(zhì)心跟隨成像方法處理光斑，得到光斑信息并保存；依次對子像面之間交界處的光斑進行融合處理；根據(jù)光斑信息計算并輸出光斑圖像質(zhì)心坐標值。本發(fā)明還同時公開了一種光斑圖像多路質(zhì)心定位裝置，采用本發(fā)明的光斑圖像多路質(zhì)心定位方法和裝置，能夠在更大尺寸的光斑圖像中快速定位質(zhì)心坐標，大大提高了質(zhì)心定位的速度。
文檔編號G01B11/00GK103017654SQ20121050092
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者江潔, 閆勁云, 張廣軍 申請人:北京航空航天大學(xué)