一种无需乘法器的光斑质心定位方法

摘要

光斑质心定位在光学精密跟踪和精密测量中是一项关键技术,其精度和速度直接影响了光学测量的精度和响应速度.在实际应用中,往往把灰度重心法与图像预处理方法结合起来,以提高光斑质心计算的可靠性.运用图像预处理技术有效地抑制了噪声的影响,同时也会消耗大量的逻辑资源.针对在资源受限的条件下采用灰度重心法计算光斑质心的问题,本文提出了一种无需乘法器的光斑质心计算方法,用加法运算代替乘法运算,使用递推方法完成质心计算所需的低阶矩的运算.该方法的硬件仅为5个累加器,结构简单,能够以更低的资源消耗实现光斑质心定位.通过并行技术和流水线技术,其工作频率达到515 MHz.实验证明:本文的结构在FPGA内实现,在100 MHz的工作频率下,完成一帧质心计算的延时为0.35μs,误差与传统质心方法一致,占用214个Slices,其资源消耗仅为常规灰度重心法的50%.