基于视频的道路车辆测速系统设计与实现 被引量：2

1

作者 张俊峰 尚振宏 刘辉 《软件导刊》 2018年第4期127-130,134,共5页

为了对道路上行驶的车辆速度进行有效估计,提出了一种基于Harris Stephen角点检测算法和归一化互相关(Normalized Cross Correlation method,NCC)匹配算法的视频车辆检测系统。该系统对车辆进行跟踪,并测算车辆在干道和高速公路上的速... 为了对道路上行驶的车辆速度进行有效估计,提出了一种基于Harris Stephen角点检测算法和归一化互相关(Normalized Cross Correlation method,NCC)匹配算法的视频车辆检测系统。该系统对车辆进行跟踪,并测算车辆在干道和高速公路上的速度。通过使用Harris Stephen角点检测兴趣点,利用归一化互相关算法匹配对应角点,利用点对应关系确定车辆行驶的像素位移。根据车辆在连续视频帧中所有角点的总位移计算车辆的平均位移,结合帧率估计车速。实验结果表明,系统测速精度高,能实时估计出车辆行进的速度。 展开更多

关键词 车辆检测 HARRIS算法 归一化互相关 角点匹配 像素位移 车速估计

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数字散斑相关测量中亚像素位移测量方法的比较 被引量：35

2

作者 孟利波 马少鹏 金观昌 《实验力学》 CSCD 北大核心 2003年第3期343-348,共6页

本文介绍了数字散斑相关测量中确定亚像素位移的几种方法,包括对相关系数的插值、拟合以及基于图像梯度的两种方法.文中详细比较了这几种方法,并以计算结果的相对误差为依据,给出了这几种方法在应用中的参考选择标准.

关键词 数字散斑相关测量 亚像素位移 测量方法 比较研究 插值法 图像梯度 图像处理 变形 拟合法

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基于BP神经网络的数字图像相关非迭代灰度梯度算法 被引量：10

3

作者 刘小勇 宫岩 +4 位作者 李荣丽 郝兆朋 崔高健 王晖 范依航 《机床与液压》 北大核心 2018年第1期7-11,共5页

为了提高非迭代灰度梯度算法的亚像素位移求解精度与效率,提出一种基于神经网络的非迭代灰度梯度改进算法。该算法应用BP神经网络直接建立变形前后散斑图子图像的灰度及灰度梯度与亚像素位移之间的非线性映射关系,无需对相关系数进行最... 为了提高非迭代灰度梯度算法的亚像素位移求解精度与效率,提出一种基于神经网络的非迭代灰度梯度改进算法。该算法应用BP神经网络直接建立变形前后散斑图子图像的灰度及灰度梯度与亚像素位移之间的非线性映射关系,无需对相关系数进行最小二乘优化求解。应用模拟散斑图像对算法的亚像素位移求解精度与效率进行了验证。结果表明,作者提出的算法的计算精度与效率较传统的非迭代灰度梯度算法均有提高。最后进行了真实的刚体平移实验,其结果进一步证明了作者提出的算法的有效性。 展开更多

关键词 数字图像相关 神经网络 亚像素位移测量

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梯度-曲面拟合法的亚像素位移测量算法 被引量：7

4

作者 徐飞鸿 时明雪 郑璐 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期451-456,462,共7页

数字图像相关方法作为光学测量的一种测量方式在结构变形测量中有广泛应用,其中亚像素位移测量精度成为关键。基于亚像素位移测量精度影响因素的分析,研究了计算子区灰度插值、计算窗口大小以及拟合距离对亚像素位移测量的影响。提出了... 数字图像相关方法作为光学测量的一种测量方式在结构变形测量中有广泛应用,其中亚像素位移测量精度成为关键。基于亚像素位移测量精度影响因素的分析,研究了计算子区灰度插值、计算窗口大小以及拟合距离对亚像素位移测量的影响。提出了一种梯度-曲面拟合法的亚像素位移测量算法,即,先采用梯度法计算出结构的亚像素位移,再对计算子区进行亚像素插值,然后调整拟合距离进行亚像素曲面拟合。最后利用计算机模拟算例验证了该方法具有良好的计算效率、计算精度及抗噪声能力。 展开更多

关键词 光学测量 数字图像相关 亚像素位移测量 梯度-曲面拟合 计算精度 拟合距离

原文传递

结合两步估算和运动补偿的子像素运动估计 被引量：2

5

作者 谢勤岚 曹汇敏 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第7期190-191,198,共3页

针对图像超分辨中的运动估计问题,提出了一种两步估计方法,用于估计低分辨图像帧间的子像素相对运动。第一步,采用相关法或匹配法计算两幅低分辨率图像间的整像素相对位移,对其中的一幅按估计的参数进行运动补偿,第二步,对补偿后的两幅... 针对图像超分辨中的运动估计问题,提出了一种两步估计方法,用于估计低分辨图像帧间的子像素相对运动。第一步,采用相关法或匹配法计算两幅低分辨率图像间的整像素相对位移,对其中的一幅按估计的参数进行运动补偿,第二步,对补偿后的两幅图像使用梯度法计算小数像素相对位移。通过两步计算,得到了比较精确的帧间相对运动参数。该方法不需要对低分辨率图像进行插值,以获得图像的高分辨近似,运算速度也较快。 展开更多

关键词 运动估计 整像素位移 子像素位移 超分辨

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基于Hermite插值的数字图像相关亚像素位移求解算法 被引量：4

6

作者 刘小勇 吴小玲 +5 位作者 宫岩 李荣丽 李奇涵 孔清屿 高嵩 郭琦 《机床与液压》 北大核心 2020年第22期69-73,共5页

在数字图像相关方法中,传统Newton-Raphson算法(简称N-R算法)通常采用三次样条插值算法获得散斑图亚像素位置的灰度值。而在插值算法中,Hermite插值算法具有更加良好的光滑程度。因此,为了提高传统N-R算法的计算精度,提出一种基于Hermit... 在数字图像相关方法中,传统Newton-Raphson算法(简称N-R算法)通常采用三次样条插值算法获得散斑图亚像素位置的灰度值。而在插值算法中,Hermite插值算法具有更加良好的光滑程度。因此,为了提高传统N-R算法的计算精度,提出一种基于Hermite插值的亚像素位移求解算法。该算法应用Hermite插值函数构建散斑图亚像素位置灰度值,并应用Barron算子计算像素点的一阶灰度梯度;之后应用牛顿迭代算法进行亚像素位移求解。应用真实散斑图的数值变形实验对算法的有效性与计算精度进行了验证。实验结果表明:提出的算法有效提高了传统N-R算法的计算精度且计算稳定性较好。 展开更多

关键词 数字图像相关 HERMITE插值 亚像素位移

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利用液晶光楔实现超分辨率成像

7

作者 曹凡 周波 +1 位作者 刘志强 叶茂 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期160-167,共8页

探究液晶光楔器件在超分辨率成像中的应用,利用液晶材料制备得到可电控调制光束偏转方向的液晶光楔器件,通过改变施加电压的幅值采集多帧亚像素位移的图像序列,结合插值方法合成得到高分辨率的图像,相对初始图像的极限分辨率提升约55.0... 探究液晶光楔器件在超分辨率成像中的应用,利用液晶材料制备得到可电控调制光束偏转方向的液晶光楔器件,通过改变施加电压的幅值采集多帧亚像素位移的图像序列,结合插值方法合成得到高分辨率的图像,相对初始图像的极限分辨率提升约55.0%。相比于利用双光楔旋转、液晶透镜光轴移动获得多帧图像序列的方法,该设计具有图像畸变小、响应速度快、对系统光焦度无影响的优点。 展开更多

关键词 成像系统 液晶光楔 光束偏转 亚像素位移 超分辨率成像

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基于数字图像相关方法的亚像素位移迭代算法性能

8

作者 孟祥印 徐启航 +3 位作者 肖世德 李杨 赵斌 李光辉 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期129-146,共18页

在对图像位移进行测量时,不同亚像素位移迭代算法的性能不同,将反向组合对角近似算法和反向组合Dog-Leg算法用于数字图像相关法并进行位移测量,同时对反向组合Levenberg-Marquardt算法的参数更新策略进行简化,以反向组合高斯牛顿(IC-GN... 在对图像位移进行测量时,不同亚像素位移迭代算法的性能不同,将反向组合对角近似算法和反向组合Dog-Leg算法用于数字图像相关法并进行位移测量,同时对反向组合Levenberg-Marquardt算法的参数更新策略进行简化,以反向组合高斯牛顿(IC-GN)法作为对比,通过模拟散斑图像和真实散斑图像的压缩变形实验,对3种算法的性能进行对比,并进行相应的评估。实验结果表明:在模拟散斑实验中,各个算法在收敛速度、收敛频率和计算速度上各有不同;在真实实验下,小变形实验得到与IC-GN法相似的精度,大变形实验得到的收敛半径更大。 展开更多

关键词 测量 数字图像相关法 亚像素位移 反向组合对角近似算法 反向组合Levenberg-Marquardt算法 反向组合Dog-Leg算法

原文传递

基于Lagrange插值的数字图像相关亚像素位移测量算法

9

作者 刘小勇 郑晓林 +5 位作者 李荣丽 黄远泽 徐哲 李凯凯 裴晓日 张晓伟 《影像科学与光化学》 CAS 2024年第5期407-415,共9页

本文旨在通过改进经典Newton-Raphson算法中的插值方法来优化数字图像相关(DIC)亚像素位移测量的计算效率。针对经典Newton-Raphson算法在数字图像相关亚像素位移测量中应用的双三次样条插值算法,特别是在需要计算边界点灰度梯度(即灰... 本文旨在通过改进经典Newton-Raphson算法中的插值方法来优化数字图像相关(DIC)亚像素位移测量的计算效率。针对经典Newton-Raphson算法在数字图像相关亚像素位移测量中应用的双三次样条插值算法,特别是在需要计算边界点灰度梯度(即灰度值的一阶导数)时,存在计算量大的问题,本文提出一种基于Lagrange插值的改进算法作为解决方案。Lagrange插值算法在未增加计算节点数的情况下,成功避免了边界点灰度梯度的计算,使插值效率可提高近1/3。应用数值模拟实验和真实刚体平移实验对本文算法的性能进行验证。结果表明,本文算法在保持求解精度的同时,计算测量效率较传统Newton-Raphson算法有了明显提升。单点插值效率平均提升近30%;单点测量效率平均提升近20%。本文首次将Lagrange插值算法应用于数字图像相关的亚像素位移测量中,解决了双三次样条插值算法计算量大的问题,为相关领域提供了一种更为优化的变形测量方法。该研究为DIC亚像素位移测量技术的进一步发展和应用提供了新的思路和参考,有望在实际工程中得到广泛应用,促进相关领域的进步与发展。 展开更多

关键词 数字图像相关 LAGRANGE插值 Newton-Raphson算法 亚像素位移测量

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基于改进梯度法的数字图像相关亚像素位移求解算法 被引量：2

10

作者 董一 王桂荣 洪亮 《现代电子技术》 2022年第17期29-34,共6页

在数字散斑相关法中,传统梯度法搜索的亚像素测量精度已无法满足实际工程中的要求。针对此问题,提出了一种基于插值和梯度的亚像素位移测量混合算法。该算法在已知整像素配准点的基础上,先利用双三次插值法粗匹配出精度为0.2 pixel的亚... 在数字散斑相关法中,传统梯度法搜索的亚像素测量精度已无法满足实际工程中的要求。针对此问题,提出了一种基于插值和梯度的亚像素位移测量混合算法。该算法在已知整像素配准点的基础上,先利用双三次插值法粗匹配出精度为0.2 pixel的亚像素配准点,再通过梯度法匹配得到更高精度的亚像素配准点,避免了梯度法在一阶泰勒公式展开时的舍弃量过大问题,在不提升摄像机分辨率的情况下,有效地提高了测量精度及计算效率。通过仿真实验测试了该算法的性能,并与曲面拟合法、插值法及梯度法进行对比,显示该算法的精度可达0.01 pixel,高于另外三种算法的精度。此外通过刚体平移实验检验该算法在实际应用中的效果,实验结果显示,所提算法的位移精度可达0.001 mm,误差在0~3%之间,计算时间为0.027 s。综上所述,所提出的亚像素位移测量混合算法的精度较高,计算效率也满足工程应用的要求。 展开更多

关键词 亚像素位移 数字图像 改进梯度法 数字散斑相关法 像素配准点 双三次插值法 粗匹配 曲面拟合法

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物体内部三维位移场分析的数字图像体相关法 被引量：2

11

作者 张庆 熊克 《国外电子测量技术》 2020年第4期47-51,共5页

数字图像体相关法是二维数字图像相关法在三维空间的拓展,它可以实现物体内部三维变形场的全场测量。针对数字图像体相关法的位移测量精度,提出一种组合式三维亚像素位移算法,并通过计算机仿真实验对算法进行了验证和分析,给出了该方法... 数字图像体相关法是二维数字图像相关法在三维空间的拓展,它可以实现物体内部三维变形场的全场测量。针对数字图像体相关法的位移测量精度,提出一种组合式三维亚像素位移算法,并通过计算机仿真实验对算法进行了验证和分析,给出了该方法的相关函数形式、整像素搜索方法以及亚像素搜索算法,并用算法对计算机模拟的三维图像进行了相关运算,最后将运算结果与仿真过程给定的理论位移值进行对比。仿真实验得到的三维亚像素位移值与理论位移值的误差均值为0.000 2voxel,结果表明该算法对于测量物体内部三维位移场具有很好的可靠性,且测量精度较高。 展开更多

关键词 数字图像相关 数字图像体相关法 三维位移场 亚像素位移算法

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一种组合式DIC算法在亚像素级位移测量中的应用 被引量：2

12

作者 葛朋祥 李桂华 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2018年第11期258-263,共6页

数字图像相关法(DIC)在位移测量中对搜索速度和测量精度均有较高的要求。在亚像素级测量中,一些不错的算法在速度和精度上很难兼顾。提出了一种组合式DIC算法,即以自适应遗传算法为基础快速得到亚像素级的最大相关系数点,然后以该点为... 数字图像相关法(DIC)在位移测量中对搜索速度和测量精度均有较高的要求。在亚像素级测量中,一些不错的算法在速度和精度上很难兼顾。提出了一种组合式DIC算法,即以自适应遗传算法为基础快速得到亚像素级的最大相关系数点,然后以该点为拟合窗口,通过样条插值和二次曲面拟合得到亚像素位移值。以模拟散斑图为研究对象,对组合式DIC算法的测量精度、测量稳定度、搜索速度进行分析。结果表明:组合式DIC算法在搜索速度、测量精度、测量稳定性上比单独一个算法有明显的综合优势,可以满足DIC在亚像素级微小位移测量上对速度、精度的要求。 展开更多

关键词 测量 数字图像相关法 自适应遗传算法 亚像素位移 曲面拟合 样条插值

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数字散斑相关方法全场变形快速测量 被引量：2

13

作者 卢宇 卢荣胜 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2016年第12期1828-1837,共10页

采用亚像素初始值结合插值系数双缓存方法提高反向组合算法计算效率,用于数字散斑相关方法全场变形测量。首先根据反向组合算法迭代特性,采用相关系数拟合法得到亚像素位移初始值代入反向组合算法,加速单点匹配迭代收敛速度;然后由全场... 采用亚像素初始值结合插值系数双缓存方法提高反向组合算法计算效率,用于数字散斑相关方法全场变形测量。首先根据反向组合算法迭代特性,采用相关系数拟合法得到亚像素位移初始值代入反向组合算法,加速单点匹配迭代收敛速度;然后由全场变形计算特点,采用插值系数双缓存方法提高全场亚像素变形计算效率。本算法在单点匹配时,速度加快了10.33%;全场变形计算时,速度提升了24.93%。由此证明本算法能有效提高基于反向组合算法的数字散斑相关方法全场变形计算效率。 展开更多

关键词 数字散斑相关 反向组合算法 亚像素位移 全场变形测量 效率

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基于数字体图像相关的亚像素位移算法分析 被引量：1

14

作者 邓超兵 胡林林 +1 位作者 唐东成 周莹 《电子世界》 2018年第16期67-67,69,共2页

数字体图像相关法~[1],通过分析发生形变前后的图像来获得形变位移场,诸多研究者在测量系统和搜索方法上有大量研究,用来提高检测速度,但对于提高测量精度方面不足以达到预期,于是提出了亚像素插值相关方法与亚像素位移算法,通过对算法... 数字体图像相关法~[1],通过分析发生形变前后的图像来获得形变位移场,诸多研究者在测量系统和搜索方法上有大量研究,用来提高检测速度,但对于提高测量精度方面不足以达到预期,于是提出了亚像素插值相关方法与亚像素位移算法,通过对算法的改进可知,当测量精度为0.1像素时,相当于硬件测量系统提高了10倍分辨率,本文主要对两种基本的亚像素算法进行分析,即三维的拟合法与灰度梯度法。 展开更多

关键词 数字体图像相关法 形变位移场 亚像素位移算法 灰度梯度法

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基于网格点扩散的二维DIC连续变形测量方法研究

15

作者 高山 陈泰铮 +1 位作者 陈立伟 崔颖 《应用科技》 CAS 2023年第3期37-43,共7页

为提高数字图像相关法(digital image correlation,DIC)测量二维连续变形时的计算效率,本文在种子点扩散法的基础上提出了网格点扩散法,实现了二维区域连续位移场以及应变场的高效测量;通过反向组合高斯牛顿法(inverse compositional Ga... 为提高数字图像相关法(digital image correlation,DIC)测量二维连续变形时的计算效率,本文在种子点扩散法的基础上提出了网格点扩散法,实现了二维区域连续位移场以及应变场的高效测量;通过反向组合高斯牛顿法(inverse compositional Gauss-Newton method,IC-GN)实现相关匹配,结合网格点扩散以及三次样条插值得到位移场;研究多项式拟合平滑去噪方法,计算得出格林-拉格朗日应变场;对比分析网格点扩散和传统逐点相关匹配算法的计算速度以及位移测量精度。计算结果表明:本文中所提出的网格点扩散法在保证测量结果准确的同时极大地提高了计算效率。 展开更多

关键词 数字图像相关 子集变形 相关函数 变形函数 相关匹配 亚像素位移 扩散法 应变场

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数字图像的亚像素位移测量算法改进 被引量：1

16

作者 王军 白福忠 《煤矿机械》 北大核心 2011年第10期217-219,共3页

在基于图像的位移测量中,为了获得较快的测量速度和高的测量精度,提出了基于拉格朗日插值与牛顿法算法的亚像素位移测量方法。该方法首先对5个整像素点的相关系数值作拉格朗日插值,得到一个4次多项式,然后再利用牛顿法去求解此多项式的... 在基于图像的位移测量中,为了获得较快的测量速度和高的测量精度,提出了基于拉格朗日插值与牛顿法算法的亚像素位移测量方法。该方法首先对5个整像素点的相关系数值作拉格朗日插值,得到一个4次多项式,然后再利用牛顿法去求解此多项式的极值,该极值点所对应的位置即为待测点的亚像素位移。简捷的拉格朗日插值法与快速收敛牛顿法的综合运用使得位移测量能够在保证良好测量精度的同时有效地减少亚像素匹配中耗时的相关计算。经理论推导与仿真实验证实,在测量精度为0.05~0.1像素的水平下,该测量方法在测量精度、速度等方面具有很大的优势。 展开更多

关键词 亚像素位移 拉格朗日插值 牛顿法 测量速度 测量精度

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改进人工蜂群算法在数字图像相关中的应用 被引量：1

17

作者 杨松 邵龙潭 +2 位作者 金凤 史鹏辉 迟建卫 《现代电子技术》 2013年第24期70-72,76,共4页

针对人工蜂群算法存在的收敛速度较慢,易陷入局部最优解的问题,提出一种改进的人工蜂群优化算法,并应用于数字图像相关的整像素位移搜索中。该算法借助相关度值的变化来动态调整跟随蜂的搜索步长,平衡其全局和局部的搜索能力;侦察蜂利... 针对人工蜂群算法存在的收敛速度较慢,易陷入局部最优解的问题,提出一种改进的人工蜂群优化算法,并应用于数字图像相关的整像素位移搜索中。该算法借助相关度值的变化来动态调整跟随蜂的搜索步长,平衡其全局和局部的搜索能力;侦察蜂利用遗传算法的交叉运算产生新解,改善全局搜索能力。实验结果表明,改进的算法能有效地提高收敛速度,改善整像素位移搜索的性能。 展开更多

关键词 人工蜂群算法 数字图像相关 变形 整像素位移 动态步长 交叉运算

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超分辨重建方法在STXM图像处理中的应用 被引量：1

18

作者 周冉冉 张祥志 +2 位作者 许子健 郭智 邰仁忠 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期321-325,共5页

介绍了数字图像超分辨重建技术在上海光源扫描透射软X射线谱学显微(STXM)图像处理中的应用。对基于亚像素位移的STXM低分辨率图像序列,通过超分辨重建方法重构出一幅高分辨率图像。在STXM线站现有的实验装置情况下,初步探讨了获取亚像... 介绍了数字图像超分辨重建技术在上海光源扫描透射软X射线谱学显微(STXM)图像处理中的应用。对基于亚像素位移的STXM低分辨率图像序列,通过超分辨重建方法重构出一幅高分辨率图像。在STXM线站现有的实验装置情况下,初步探讨了获取亚像素位移低分辨率图像序列的实验方法,并研究了重构所需低分辨图像的帧数问题。实验和数据分析表明,该方法在STXM高分辨图像获取中是可行的,提高了STXM图像的空间分辨率和透过样品的光子通量。 展开更多

关键词 超分辨 STXM 亚像素位移 图像重构 图像帧数

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PIV亚像素匹配精度及粒子大小和浓度的影响

19

作者 李超 蒋暑民 +2 位作者 马洪余 戴德君 黄传江 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期9-19,共11页

利用计算机仿真粒子图像精确控制仿真粒子亚像素位移,讨论不同窗口下二次多项式曲面拟合法与基于梯度亚像素位移算法的匹配精度。针对粒子均匀移动的理想情况,发现二次多项式曲面拟合法的匹配精度随匹配窗口的增大而提高,而基于梯度亚... 利用计算机仿真粒子图像精确控制仿真粒子亚像素位移,讨论不同窗口下二次多项式曲面拟合法与基于梯度亚像素位移算法的匹配精度。针对粒子均匀移动的理想情况,发现二次多项式曲面拟合法的匹配精度随匹配窗口的增大而提高,而基于梯度亚像素位移算法的匹配精度几乎不随匹配窗口的增大而改变,两种算法匹配精度均在0.1个像素内。分析存在理想涡旋的粒子图像发现:二次多项式曲面拟合法的匹配精度约为0.2个像素,基于梯度亚像素位移算法的匹配精度约为0.05个像素。以二次多项式曲面拟合法为例,探讨了粒子大小和浓度对测量结果的影响,发现匹配窗口越大,最合适的粒子浓度范围就越大,这与不同匹配窗口包含的粒子图像灰度值信息量不同有关。在粒子大小方面,不同匹配窗口下,粒子直径为3个像素时误差均较小,表明PIV实际使用时,选择大小为3个像素的粒子为宜。将2种亚像素匹配算法应用到水槽实验获取的PIV影像分析中,均能得到较好的效果。 展开更多

关键词 亚像素匹配精度 二次多项式曲面拟合法 基于梯度的亚像素位移算法 仿真粒子直径与浓度

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基于拉格朗日与牛顿算法的无创变形测量

20

作者 王军 白福忠 《机床与液压》 北大核心 2011年第13期58-60,63,共4页

在传统网格法变形测量基础上,提出基于图像匹配技术的无创变形测量方法。对传统的图像匹配算法进行改进,并采用基于拉格朗日插值与牛顿法的算法进行亚像素位移测量,综合应用虚拟网格的思想与数字图像匹配技术来实现位移与应变的测量,并... 在传统网格法变形测量基础上,提出基于图像匹配技术的无创变形测量方法。对传统的图像匹配算法进行改进,并采用基于拉格朗日插值与牛顿法的算法进行亚像素位移测量,综合应用虚拟网格的思想与数字图像匹配技术来实现位移与应变的测量,并与网格法进行比较。实验结果表明,采用该算法明显地提高了测量精度与速度。 展开更多

关键词 图像匹配 无创变形测量 亚像素位移 虚拟网格

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