[发明专利]基于双通道结构散斑互相关算法的改进数字图像相关方法

摘要

本发明提供一种基于双通道结构散斑互相关算法的改进数字图像相关方法，属于变形测量技术领域。该方法首先根据已知的待测试件尺寸，绘制结构散斑和随机散斑的数字图像，并制成散斑模板。然后处理待测试件表面，将随机散斑模板覆盖在试件表面，使用红色染料喷涂制作散斑点图案，待晾干后，将结构散斑图案覆盖在试件表面，使用蓝色染料制作结构散斑点到试件表面；再拍摄并存储试件的变形图像，分离出R通道和B通道数据。针对R通道和B通道分别分析、优化，得到更精确的图像变形数据。该方法实现了改进的数字图像相关方法，经验证可以适用于大变形和刚体等情况。

主权项

1.一种基于双通道结构散斑互相关算法的改进数字图像相关方法，其特征在于：包括步骤如下：/n(1)根据已知的待测试件尺寸，利用计算机绘制能够制作结构散斑和随机散斑的数字图像；/n(2)利用微型激光雕刻机，把步骤(1)中绘制的2幅散斑图像，雕刻在纸张上，分别制成结构散斑模板和随机散斑模板；/n(3)将待测试件表面进行处理，将随机散斑模板覆盖在试件表面，使用红色染料喷涂制作传统的大小随机、位置随机的散斑点图案；待红色染料晾干后，将结构散斑模板覆盖在试件表面，使用蓝色染料制作结构散斑点到试件表面，最终晾干，得到由红色和蓝色两种颜色制作的含有结构点的随机散斑图案；/n(4)使用计算机和彩色相机拍摄并存储试件的变形图像；/n(5)在由彩色相机采集到的原始的3通道RGB图像中分理出R通道和B通道数据，得到单独的2组图像序列；/n(6)针对R通道图像序列，使用传统的DIC方法，在整像素尺度上进行分析，得到对应像素点的整像素变形信息，水平方向U和竖直方向V；/n(7)针对B通道图像序列，使用具有单峰值的相关函数，对B通道图像变形前后的结构散斑图像进行互相关运算，运算得到一个二维相关系数矩阵，提取二维相关系数矩阵的峰值和次峰值坐标，水平方向得到的两个峰值坐标差值，即为水平方向在整像素尺度上的应变值Ux；竖直方向得到的两个峰值坐标差值即为竖直方向在整像素尺度上的应变值Vy；/n(8)将步骤(6)得到的整像素变形U和V，步骤(7)得到的应变值Ux和Vy带入到一阶形函数公式中作为NR亚像素方法的迭代初值，即可优化NR亚像素求解算法得到更精确的图像变形数据。/n