基于數(shù)字圖像相關(guān)方法的面內(nèi)位移測量的研究與應(yīng)用.pdf

1、數(shù)字圖像相關(guān)方法（DICM）是傳統(tǒng)光學(xué)測量技術(shù)與現(xiàn)代數(shù)字圖像處理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。與其他測量方法相比，數(shù)字圖像相關(guān)法具有突出的優(yōu)越性，以其光路簡單、非接觸、精度高等優(yōu)點，已在材料測試、土木工程、機(jī)械制造等傳統(tǒng)領(lǐng)域，甚至是航空航天、納米科學(xué)、生物力學(xué)等高精尖領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，是現(xiàn)代實驗力學(xué)中最活躍、最重要、應(yīng)用最廣泛的光測方法之一。
　　數(shù)字圖像相關(guān)方法是通過對物體表面變形前后的散斑圖像進(jìn)行搜索匹配來計算物體表面的位移場或應(yīng)變

2、場。數(shù)字圖像相關(guān)方法中八個關(guān)鍵問題即：1、相關(guān)系數(shù)函數(shù)；2、整像素搜索方法；3、亞像素搜索算法；4、散斑圖；5、減噪；6、補(bǔ)償技術(shù)；7、位移場到應(yīng)變場間的轉(zhuǎn)換；8、三維應(yīng)變場。
　　目前，國內(nèi)外對數(shù)字圖像相關(guān)方法的研究主要集中在兩個方面：1、計算效率；2、測量精度。而本文正是基于對這兩方面問題的探討和改進(jìn)，深入的研究了數(shù)字圖像相關(guān)方法在面內(nèi)位移測量上的基本原理、相關(guān)系數(shù)、整像素搜索方法及亞像素搜索算法。在完成整個搜索匹配工作的基礎(chǔ)

3、上，還對相關(guān)系數(shù)以及亞像素搜索的計算過程進(jìn)行了改進(jìn)，并編寫了相關(guān)運(yùn)算程序?qū)ζ溥M(jìn)行驗證。
　　在計算效率方面，本文首先分析了匹配搜索過程中常見的六種相關(guān)系數(shù)函數(shù)，對其各方面的運(yùn)算性能進(jìn)行了對比并提出了幾點可以提高計算速度的辦法，行之有效的縮短了匹配時間。然后介紹了幾種常見的整像素搜索算法，通過理論分析以及仿真模擬驗證得出，三步搜索法的匹配效果較好、計算速度較快且易于編程。
　　在測量精度方面，結(jié)合灰度插值法和曲面擬合法這兩種算