Optical system for enhancing the precision of geometric parameter estimation for objects utilizing defocused images

Abstract

Сьогодні широко застосовуються оптичні системи субпіксельних вимірювань геометричних розмірів об’єктів, а також системи 3D-триангуляційних вимірювань. Ця можливість досягається за умови отримання чітких зображень досліджуваного об’єкта. Проте виникають труднощі, коли зображення об’єкта або його певної частини стає розмитим чи розфокусованим, оскільки деякі його елементи лежать поза площиною фокусування. Використання розфокусованих зображень призводить до значних похибок вимірювання під час їх комп’ютерного оброблення. У роботі представлено метод, що ґрунтується на використанні двох розфокусованих зображень досліджуваного об’єкта. Завдяки сучасному комп’ютерному обробленню цей підхід дає змогу отримати чітке зображення, виділити його контур і отримати геометричні параметри із субпіксельною точністю.

Today, optical systems of subpixel measurements of geometric dimensions of objects, as well as 3D triangulation measurement systems, have gained wide application. This capability is achieved under the condition of obtaining sharp images of the investigated object. However, challenges arise when the object`s image or a specific part of it becomes blurred or defocused, as some of its features lie outside the focal plane. The use of defocused images leads to significant measurement errors during their computer processing. The paper introduces a method based on the use of two defocused images of the research object. Through advanced computer processing, this approach enables obtaining a sharp image, extracting its contour, and acquiring its geometric parameters with subpixel precision.