改进Zernike矩的运动靶标高精度定位算法

朱帅飞，马 伟，杨 芳

（1.河南科技大学机电工程学院，河南 洛阳 471003；2.河南省机械设计及传动系统重点实验室，河南 洛阳 471003）

1 引言

图像的边缘检测是运动目标中心定位中的重要一环，直接影响着运动目标中心位置检测的精度。传统的边缘检测方法包括Sobel、Roberts、Canny、Prewitt、Laplacian等，但是这些方法在硬件设备一定的情况下，检测精度只能达到像素级。随着对检测精度的要求的提高，传统的检测方法早已不能满足我们的需求，很多学者把目光转向了亚像素边缘检测领域，而且取得较大的进展[1]。

在亚像素边缘检测算法中，基于Zernike矩的亚像素边缘检测算法由于其独特的优点促使国内外学者对其进行了大量的研究。文献[2]建立了理想的灰度模型，利用Zernike矩的旋转不变形，通过3个不同阶次的Zernike矩来计算定位所需要的4个参数，最终实现了亚像素级别的边缘定位。文献[3]为了提高Zernike矩边缘检测的速度，在传统算法的基础上将傅里叶变换函数与Zernike矩相结合提出了一种新的检测算法，并通过一系列的实验对检测速度进行了验证；但是该算法边缘检测的精度不高。文献[4]通过对三角函数的分析，结合三角函数的对称性和反对称性的特点，对原有的Zernike矩进行了改进，在一定程度上提高了算法的检测精度。文献[5]针对Zernike矩边缘检测的图像存在的边缘较粗、精度不高等问题，从边缘判据和卷积模板的大小两个方面出发，对其进行改进，从而达到了提高边缘检测精度的目的。文献[6]将小波能量熵与二维Zernike矩相结合，来进一步改善图像边缘检测的精度，并且将该算法推广到工程实践中实现了对IC芯片表面的定位识别。……