[发明专利]混合分形插值和频域数字散斑相关的MEMS面内位移测量方法

权利要求书

1.一种混合分形插值和频域数字散斑相关的MEMS面内位移测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

101、微机电系统MEMS微结构在基于微视觉频闪系统下，在MEMS器件与物镜之间放置毛玻璃可得到MEMS微结构的散斑图像，从而得到MEMS微结构零相位时刻的参考图像f(x,y)和发生平移的目标图像g(x,y)，x表示MEMS微结构运动平面的横坐标，y表示MEMS微结构运动平面的纵坐标；

102、选择合适大小的参考图像f(x,y)的子区图像和目标图像g(x,y)的子区图像，选择子区图像大小为41×41pixel；

103、对步骤102中得到的参考图像f(x,y)的子区图像和目标图像g(x,y)的子区图像采用随机中点分形插值法进行插值处理，得到f(x,y)的插值子区图像和g(x,y)的插值子区图像；

104、对步骤103得到的f(x,y)的插值子区图像和g(x,y)的插值子区图像分别做傅立叶变换，并将f(x,y)的插值子区图像做傅立叶变换的共轭作为匹配滤波器；

105、用步骤104得到的匹配滤波器对目标图像g(x,y)的插值子区图像的频谱进行滤波；

106、对步骤105经过匹配滤波器滤波得到的结果再进行一次傅立叶变换，得到相关亮点；

107、根据步骤106得到的相关亮点的位置得到位移参数，包括位移的大小和方向。

2.根据权利要求1所述的一种混合分形插值和频域数字散斑相关的MEMS面内位移测量方法，其特征在于，步骤101中MEMS微结构零相位时刻的参考图像f(x,y)和发生平移的目标图像g(x,y)之间的平移关系为：

g(x,y)＝f(x+u,y+v)(1)，其中图像f和g之间的相对平移大小用向量(u,v)表示。

3.根据权利要求1所述的一种混合分形插值和频域数字散斑相关的MEMS面内位移测量方法，其特征在于，步骤103中的采用随机中点分形插值法进行插值处理用一个公式(2)来表示内插点(x_mi,y_mi)

x_mi＝(x_i+x_i+1)/2+s·w·rand()(2)

y_mi＝(y_i+y_i+1)/2+s·w·rand()

式(2)中，x_i和x_i+1表示新的插值点在水平方向左右相邻的坐标，y_i和y_i+1表示新的插值点在垂直方向上下相邻的坐标，s、w分别为控制左右移动方向和移动距离的固定参数，rand()为随机变量。

4.根据权利要求3所述的一种混合分形插值和频域数字散斑相关的MEMS面内位移测量方法，其特征在于，所述随机变量s·w·rand()采用正态随机函数表示。

5.根据权利要求3所述的一种混合分形插值和频域数字散斑相关的MEMS面内位移测量方法，其特征在于，设图像的像素点为(i,j)，当i，j均为奇数时，I(i,j)为已知；当i，j均为偶数时，插值点的灰度值为：

I(x,y)＝[I(i-1,j-1)+I(i+1,j+1)+I(i-1,j+1)+I(i+1,j-1)]/4+ΔI(3)

当i，j为一奇数一偶数时，插值点灰度值为：

I(x,y)＝[I(i-1,j)+I(i,j+1)+I(i,j+1)+I(i+1,j)]/4+ΔI(4)

ΔI=1-22H-2HσG---(5)]]>

ΔI表示分形因子，其中G为高斯随机变量，服从N(0,1)分布，H为分形参数，σ为像素灰度的均方差。