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应用数字散斑投影测量纸页厚度 被引量：5
1
作者 吴凡 吴思进 +4 位作者 李伟仙 张雨蒙 祝俊怡 沙迪 董明利 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期847-852,共6页
传统的纸张厚度测量方法只能测量纸页某一点厚度,该类方法会因为纸张厚度全场分布不匀带来测量误差。针对该问题,提出利用数字散斑投影的纸页厚度检测方法,向待测纸页投射散斑图案,并构建散斑投影的实验测量系统,通过三维数字图像相关... 传统的纸张厚度测量方法只能测量纸页某一点厚度,该类方法会因为纸张厚度全场分布不匀带来测量误差。针对该问题,提出利用数字散斑投影的纸页厚度检测方法,向待测纸页投射散斑图案,并构建散斑投影的实验测量系统,通过三维数字图像相关的算法处理,得到纸页的形貌以及厚度。实验表明,对纸张厚度名义值为0.180mm的实验样品进行测量,结果为0.177mm,对该方法进行重复实验,测得的相对误差小于4%,而且该方法能够直观地显示纸页的全场分布。此外,提出的纸页厚度测量方法具有结构简单、非接触式测量、全场测量等优点,为纸页生产中的厚度检测提供了新思路。 展开更多
关键词 数字图像相关 散斑投影 纸页厚度 散斑质量
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数字图像相关法中散斑图的质量评价 被引量：3
2
作者 冯益春 沈子华 朱媛媛 《计算机与数字工程》 2020年第7期1743-1747,共5页
散斑质量对数字图像相关法中位移的测量精度有着重要的影响,因此定量评价散斑图像的质量是数字图像相关法中一个重要的问题。论文基于灰度共生矩阵提取了散斑图像中的能量、对比度、相关性和熵这四个特征参数,并用实验验证了位移测量结... 散斑质量对数字图像相关法中位移的测量精度有着重要的影响,因此定量评价散斑图像的质量是数字图像相关法中一个重要的问题。论文基于灰度共生矩阵提取了散斑图像中的能量、对比度、相关性和熵这四个特征参数,并用实验验证了位移测量结果的均值误差和这四个特征参数之间的关系,证明了这四个特征参数的有效性;同时为了保证散斑质量评价的准确性,论文以平均灰度梯度作为散斑质量评价的基础参数,结合能量、对比度、相关性和熵这四个特征参数,一同作为神经网络的输入参数,经过训练可得到评价散斑图像质量的分类模型。结果表明,该方法可对散斑图像的质量进行较准确的评价。 展开更多
关键词 散斑质量 灰度共生矩阵 平均灰度梯度 数字图像相关法 神经网络
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基于测点优化的亚像素数字图像相关方法 被引量：2
3
作者 张楠 王学滨 杜亚志 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第3期193-200,共8页
鉴于传统数字图像相关(DIC)方法采用的布点方式(水平成行,垂直成列)很可能会将一些测点分布在散斑质量较差的位置,提出了一种基于测点优化、Newton-Raphson(N-R)迭代与粒子群优化(PSO)算法的DIC方法。首先,通过在原始测点周围寻找散斑... 鉴于传统数字图像相关(DIC)方法采用的布点方式(水平成行,垂直成列)很可能会将一些测点分布在散斑质量较差的位置,提出了一种基于测点优化、Newton-Raphson(N-R)迭代与粒子群优化(PSO)算法的DIC方法。首先,通过在原始测点周围寻找散斑质量较好的区域来优化测点位置;然后,采用基于N-R迭代与PSO的粗细搜索方法计算优化后(非均匀分布)测点的位移场;最后,采用二维格林样条插值算法对该位移场进行插值以获得原始测点处的位移场,再由中心差分方法获得应变场。对3幅散斑质量差别较大的散斑图上的测点进行了优化,并将传统方法和提出方法获得的应变的各种结果进行了比较。研究发现,当样本子区尺寸在21~41 pixel之间时,对于平均灰度梯度处于10~20 pixel^(-3),且预加应变量处于0.01~0.05之间的散斑图,采用该方法可以获得较好的测量结果,这与优化测点位置有关。若采用该方法仅对原始测点中分布在散斑质量较差位置处的那些测点进行优化,有望获得更为理想的测量结果。 展开更多
关键词 数字图像相关方法 测点位置 优化 平均灰度梯度 散斑质量 格林样条插值
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数字图像相关的噪声导致系统误差及散斑质量评价标准 被引量：18
4
作者 苏勇 张青川 《实验力学》 CSCD 北大核心 2017年第5期699-717,共19页
数字图像相关中散斑质量评价标准应该综合考虑系统误差和随机误差的作用。之前的工作考虑了无图像噪声情况下插值引起的系统误差,本文则进一步研究了有图像噪声情况的系统误差,并与随机误差综合考虑提出了完善的散斑质量评价参数。本文... 数字图像相关中散斑质量评价标准应该综合考虑系统误差和随机误差的作用。之前的工作考虑了无图像噪声情况下插值引起的系统误差,本文则进一步研究了有图像噪声情况的系统误差,并与随机误差综合考虑提出了完善的散斑质量评价参数。本文推导了有噪声情况下系统误差的解析形式,揭示了噪声引入系统误差产生的内在本质在于插值引起噪声不确定性对亚像素位置的依赖。依据理论分析,插值噪声耦合函数的概念被引入,它由插值基函数平移平方和的斜率决定,表征了噪声引入系统误差随亚像素位置的变化。插值耦合函数将之前的研究成果纳入统一的理论体系,并从本质上解释了高阶B-样条插值对应的噪声引起系统误差较小的现象。数值模拟与本文的理论分析显示一致,在真实的亚像素平移实验验证中,本文将公式推广到非均匀噪声情况,并与实验结果获得了较好的吻合。基于对系统误差的理论分析,综合考虑系统误差和随机误差影响,提出了两种计算误差评估参数:总误差的最大值和平方平均值,并提出了快速估计算法且通过数值模拟进行了验证。计算误差评估参数实际也是一种散斑质量评价参数,提出的评估参数弥补了现存散斑质量评价参数未足够考虑插值影响的缺陷,是更完善的散斑质量评价标准。本文应用新提出的散斑评价参数对一些常见散斑图进行了评价,并将其用于对模拟散斑图的优化。 展开更多
关键词 数字图像相关 散斑质量评价 噪声导致系统误差
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数字图像相关法散斑图质量评价方法 被引量：10
5
作者 俞海 刘云鹏 +2 位作者 郭荣鑫 夏海廷 颜峰 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期237-243,共7页
为了研究数字图像相关方法中散斑图质量的有效评价问题,采用散斑图质量表征参量——平均灰度2阶导数对散斑图质量进行了有效评价。通过分析图像插值误差与图像灰度信息分布形式之间关系,指出散斑图平均灰度2阶导数与散斑图灰度信息分布... 为了研究数字图像相关方法中散斑图质量的有效评价问题,采用散斑图质量表征参量——平均灰度2阶导数对散斑图质量进行了有效评价。通过分析图像插值误差与图像灰度信息分布形式之间关系,指出散斑图平均灰度2阶导数与散斑图灰度信息分布形式之间的关系;为了验证该散斑图质量表征参量的有效性,利用傅里叶变换对散斑图进行平移实验,通过Newton-Raphson(N-R)方法对平移前后的散斑图进行亚像素位移计算,由位移计算结果可知,具有低的平均灰度2阶导数的散斑图对应小的位移测量误差。结果表明,平均灰度2阶导数在散斑图质量评价中具有一定的有效性;在实际应用中,应结合散斑图平均灰度2阶导数和平均灰度梯度对散斑图质量进行综合有效的评价。该研究为高质量散斑图的制备与选取提供了参考。 展开更多
关键词 测量与计量 数字图像相关 插值误差 散斑图质量
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光绘:自由开源的数字散斑图像生成和评价软件 被引量：10
6
作者 苏勇 高越 +1 位作者 郜泽仁 张青川 《实验力学》 CSCD 北大核心 2021年第1期17-28,共12页
生成数字散斑图像以及对应的变形图像是数字图像相关研究的基础,然而至今仍然缺乏功能齐全、操作简单、界面友好的专业散斑生成和分析软件;研究者需要自行实现相关算法,不仅费时耗力,也增加了出错的可能性。本文发布了一款自由开源的数... 生成数字散斑图像以及对应的变形图像是数字图像相关研究的基础,然而至今仍然缺乏功能齐全、操作简单、界面友好的专业散斑生成和分析软件;研究者需要自行实现相关算法,不仅费时耗力,也增加了出错的可能性。本文发布了一款自由开源的数字散斑图像生成和评价软件:《光绘》。该软件具有散斑图生成、变形图生成、散斑质量评价和散斑图案推荐等功能:可以生成椭圆、多边形和高斯散斑;可以渲染平移、拉伸/压缩、旋转、正弦、高斯和剪切带等变形模式的变形图;可以计算散斑占空比、散斑尺寸、系统误差和随机误差等关键散斑质量评价参数;可以根据工况生成矢量格式的推荐散斑图案。本文提出向后映射初值快速估计算法和散斑图预渲染技术实现了变形图的实时渲染显示,并使用积分图像技术大幅提升了灰度梯度平方和的计算效率。该软件不仅可用于数字图像相关的学术研究和工程应用,也可服务于实验力学的教学工作,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 数字图像相关 软件 数字散斑图像 变形图生成 散斑图质量评价 散斑图案优化
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