[发明专利]相位相关位移场获取方法、电子设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种相位相关位移场获取方法、电子设备及存储介质，该获取方法包括读取变形前后的影像，确定初始滑动窗口尺寸的最大值和最小值；以最大值作为初始滑动窗口尺寸，并采用初始滑动窗口对变形前影像进行区域划分，得到第一区域窗口；计算第一区域窗口内像素点的方差，由方差构成方差场矩阵，对方差场矩阵进行归一化处理；根据处理后的方差场矩阵、最大值和最小值计算优化滑动窗口尺寸；采用优化滑动窗口分别对第一影像、第二影像进行区域划分，得到第二区域窗口、第三区域窗口；将对应的第二区域窗口与第三区域窗口进行相位相关，得到对应像素位置的位移，由位移构成位移场。本发明位移场的获取精度高、效率高。

技术领域

本发明属于基于摄影测量的结构形变监测技术，尤其涉及一种影像自适应区域划分的相位相关快速位移场获取方法。

背景技术

使用相位相关方法获取目标位移场时，通常做法是：根据场景中可能的位移大小确定滑动窗口的尺寸，以固定尺寸的滑动窗口对影像(例如材料结构在受压拉扯情况下的变形场或位移场)进行划分，以固定尺寸的滑动窗口进行相位相关，最终得到位移场，例如ecompte D,Smits A,Bossuyt S,et al.Quality assessment of speckle patterns fordigital image correlation[J].Optics and lasers in Engineering,2006,44(11):1132-1145.以及Huang J,Pan X,Peng X,et al.Digital image correlation with self-adaptive Gaussian windows[J].Experimental Mechanics,2013,53(3):505-512.。当滑动窗口的尺寸太小时，会导致被划分的区域由于其内纹理信息不够，出现失相关情况，得不到准确的位移结果；当滑动窗口的尺寸太大时，会导致时间消耗大幅增加，降低位移场获取效率。

因此，采用动态尺寸的滑动窗口进行相位相关，并获取位移场是非常必要的。事实上，已有学者考虑使用动态尺寸的滑动窗口进行位移场的获取，可参见Liu,Xiao-Yong,etal.ASelf-Adaptive Selection of Subset Size Method in Digital ImageCorrelation Based on Shannon Entropy.IEEE Access 8(2020):184822-184833.，其中先确定滑动窗口的大小，对于某个影像进行区域划分时不断增大滑动窗口的大小，直到该滑动窗口内香农熵大于一个设定的阈值T。该方法在每个像素位置都会进行很多次循环，导致时间消耗很大，低效率。

总的来说，目前已有的基于相位相关的位移场估计方法，存在影像区域划分大小不好确定的问题，区域划分太大导致效率不高，区域划分太小导致结果不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相位相关位移场获取方法、电子设备及存储介质，以解决影响区域划分太大导致效率不高问题，以及划分太小导致位移场获取结果不准确的问题。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种相位相关位移场获取方法，包括以下步骤：

读取变形前的第一影像和变形后的第二影像，确定初始滑动窗口尺寸的最大值w_max和最小值w_min；

以最大值w_max作为初始滑动窗口的尺寸，采用所述初始滑动窗口在所述第一影像的每个像素位置进行区域划分，得到N个第一区域窗口；

计算每个所述第一区域窗口内所有像素点的方差，由所有方差构成方差场矩阵，并对所述方差场矩阵进行归一化处理；

根据归一化处理后的方差场矩阵、最大值w_max和最小值w_min计算对应像素位置的优化滑动窗口尺寸；