质心算法
发布时间：2022-11-16 17:07:17
3.1 质心检测算法
系统采用质心法进行数据处理能提高测试精度。因为质心法能使CCD上的图像分辨率达到光敏元尺寸的1/10,那么成像亮线中心在CCD上所对应的光敏源序号就可以是小数,而非一定是整数,这样通过计算可知,精度提高了0.1个百分点。虽然测量系统的精度有提高,但0.11%的相对误差仍不能令人满意,从误差公式可知,系统误差的改善主要取决于CCD的像元尺寸。随着CCD技术的不断发,像元尺寸也会不断改善,系统误差也将会有大幅度减小。
质心法图像预处理算法步骤如下[5]：（1）对图像通过灰度化和反色后阈值选择得到光斑特征区域；（2）模糊去噪（mean blur），消除热噪声以及像素不均匀产生的噪声；（3）再次进行阈值选择，得到更清晰的光斑区域；（4）形态学处理，选择disk中和合适的领域模板，对图像进行腐蚀和填充处理，以得到连通域的规则形状图形；（5）边缘检测得到图像边缘，反复实验证明canny边缘检测算法最好；（6）对边缘再进行形态学strel－imerode－imclose－imfill相关运算得到更连通的边缘曲线，调用regionprops（L，properties）函数，根据质心法计算质心。
下面介绍几种常用的质心算法 （1）普通质心算法
xI(x,yIijccijijijij （3-1）
其中Iij为二维图像上每个像素点所接收到的光强，该算法适用于没有背景噪声，背景噪声一致或信噪比较高的情况。
（2）强加权质心算法
y0w0,y/2x0w0,x/2xcjy0w0,y/2ix0w0,x/2y0w0,y/2x0w0,x/2jy0w0,y/2ix0w0,x/2xiIijwIijw
x0W0,xycix0W0,xy2jy0W0,2x0W0,xy0W0,y222y0W0,y2yjIijwIijw （3-2）
ix0W0,xy2jy0W0,2该算法中的加权函数包含3种形式，即WIa，WIP, 