一种改进的数字图像亚像素位移测量算法.pdfVIP

第 11卷第 1期 长 沙 理 工 大 学 学 报 (自然 科 学 版 ) Vo1．11No．1 2O14年 3月 JournalofChangshaUniversityofScienceandTechnology(NaturalScience) M ar．2O14 文章编号 ：1672—9331(2014)01—0075—06 一 种改进的数字图像亚像素位移测量算法 徐飞鸿，代 坤 (长沙理工大学 土木与建筑工程学院，湖南 长沙 410004) 摘 要：在三次曲面拟合法的基础上，提出了一种改进的亚像素位移求解算法。针对该算法中影响亚像素 位移定位精度的两个 因素进行分析 ，找出了最佳 的拟合距离及合适的计算窗 口子区。并用计算机生成 的模 拟散斑图，对该算法与常规的三次曲面拟合法针对计算精度 、抗噪性能及效率进行 了比较。试验结果表 明， 该算法相 比一般 的三次 曲面拟合法 ，在计算时间增加较少的基础上 ，计算误差与抗噪性在一定范围内得到明 显的改善 。 关键词 ：数字散斑相关方法 ；三次 曲面拟合 ；亚像素求解 ；计算精度 中图分类号 ：0348；TB93 文献标识码 ：A An improvedalgorithm ofdigitalimage subpixeldisplacementmeasurement XU Fei—hong．DAIKun (SchoolofCivilEngineeringandArchitecture。ChangshaUniversityofScience andTechnology，Changsha410004，China) Abstract：An improved sub—pixelregistrationalgorithm isproposedbasedon cubicsurface fittingmethod．Twofactorsofthealgorithm withmeasurementaccuracyofsub—pixeldis— placementareanalyzedanditisfoundouttheoptimalfittingdistanceandpropersubsetsof calculationwindow．Contrasttestshavebeenmadebetweenthealgorithm andtheconven— tionalcubicsurfacefitting in termsofregistrationaccuracyandcomputationalefficiencyu— singcomputer—simulatedspeckleimages．Theexperimentresultindicatesthatthealgorithm relativelytothegeneralcubicsurfacefittinghasaslightincreaseincomputingtimeandsig— nificantimprovementincalculationerrorthatanorderofmagnitudeofregistrationaccuracy hasbeenimproved． Keywords：digitalimagecorrelation；Cubicsurfacefitting；subpixelsolution；calculation accuracY 数字图像相关E1-4~又称数字散斑相关方法吲， 最早提出，它通过对变形前后物体表面的光强分 是 20世纪 80年代发展起来 的一种用于测量 固体 布图采用相关运算 ，从而计算 出物体的位移和应 材料表面变形的光学测量方法。该方法由美 国南 变。DIC方法 由于实验实施简单 、对