01.什么是亞像素

亞像素(Sub Pixel),是面陣攝像機的成像面以像素為最小單位。

像素中心之間的距離有幾個至十幾個微米不等。為了最大限度利用圖像信息來提高分辨率，有人提出了亞像素概念。意思是說，在兩個物理像素之間還有像素，稱之為亞像素，它完全是通過計算方法得出來的。

例如某CMOS攝像芯片，其像素間距為5.2微米。攝像機拍攝時，將物理世界中連續(xù)的圖像進行了離散化處理。到成像面上每一個像素點只代表其附近的顏色。

兩個像素之間有5.2微米的距離，在宏觀上可以看作是連在一起的。但是在微觀上，它們之間還有無限的更小的東西存在。這個更小的東西我們稱它為“亞像素”。

02.亞像素的精度

亞像素精度是指相鄰兩像素之間細分情況。輸入值通常為二分之一，三分之一或四分之一。這意味著每個像素將被分為更小的單元從而對這些更小的單元實施插值算法。例如，如果選擇四分之一，就相當(dāng)于每個像素在橫向和縱向上都被當(dāng)作四個像素來計算。因此，如果一張5x5像素的圖像選擇了四分之一的亞像素精度之后，就等于創(chuàng)建了一張20x20的離散點陣，進而對該點陣進行插值。

03.使用亞像素的注意事項

在圖像上，通過算法對圖像插值，是不存在任何問題的。然而，一個重大的誤差來源是，成像系統(tǒng)。

a、如果攝像機沒有進行幾何標定，以亞像素準確度提取邊緣是無意義的。假設(shè)在整個視野內(nèi)某鏡頭的畸變小于1%，這意味著對于一幅640x480圖象，邊緣偏移4像素。

b、圖象透視失真造成的影響。任何時候如果在安裝攝像機時不能保證其垂直于被測物體，那么都會引發(fā)透視失真。如果對攝像機進行了標定，確定了攝像機內(nèi)方位參數(shù)以及被測物體所在平面的外方位參數(shù)，那么通過此標定就能將圖象中得到的測量結(jié)果轉(zhuǎn)換成世界坐標上的測量結(jié)果。

簡述總結(jié)

隨著工業(yè)檢測等應(yīng)用對精度要求的不斷提高,提高定位精度的最直接方法就是提高硬件的分辨率,然而提高硬件分辨率的代價是相當(dāng)昂貴的。其中亞像素技術(shù)的應(yīng)用,是實現(xiàn)高精度測量與配準的一種重要方法。

所以亞像素的應(yīng)用使得不管在同一等級的硬件或者更高的硬件水平下都能得到更高的精度。