【摘要】：散斑圖質(zhì)量對數(shù)字圖像相關(guān)(DIC)方法的測量精度具有重要的影響。以平均灰度梯度這一傳統(tǒng)的散斑圖質(zhì)量評價參數(shù)作為基礎,提出了一種新的評價參數(shù)——平均一階及二階灰度梯度商,該參數(shù)同時考慮了一階和二階灰度梯度。從整體上來說,一階灰度梯度的曲面比較光滑,而一階及二階灰度梯度商的曲面比較粗糙。采用Zhou等人提出的方法制作了80張模擬散斑圖,對這些模擬散斑圖的傳統(tǒng)參數(shù)和提出參數(shù)進行了計算。結(jié)果表明:當散斑半徑相同時,隨著散斑數(shù)量的增加,兩種參數(shù)均先增加,后減小;當散斑數(shù)量一定時,二者均有一個峰值;散斑半徑越大,提出參數(shù)的峰值越大,而傳統(tǒng)參數(shù)的峰值越小。對提出參數(shù)的峰值所對應的4張散斑圖進行了多次連續(xù)平動,并使用DIC方法測量了測點的水平位移。結(jié)果表明,在提出參數(shù)越大的散斑圖上測點的水平位移誤差越小,在一定程度上驗證了提出參數(shù)的正確性。
【圖文】：

為散斑中心點；然后根據(jù)下式計算區(qū)域內(nèi)任一點的灰度：Ｉ（ｒ）＝∑ｓｋ＝１Ｉ０ｅｘｐ－｜ｒ－ｒｋ｜２ａ（）２（５）式中ｒ是任一點的坐標向量；Ｉ（ｒ）是任意一點的灰度；ｓ為散斑數(shù)量；ａ為散斑半徑；ｒｋ為任一個散斑中心點的坐標向量；Ｉ０為散斑的峰值灰度。最后將所有點的灰度Ｉ（ｒ）保存為數(shù)字圖像，即可獲得模擬散斑圖。在該方法中，每個散斑被稱為高斯散斑，散斑呈圓形。根據(jù)該方法制作了兩張不同散斑數(shù)量的模擬散斑圖，如圖１所示。這兩張圖的大小均為２５６×２５６像素，峰值灰度均為２５５，散斑半徑均為５像素，散斑數(shù)量分別為１和５００。（ａ）（ｂ）圖１兩張模擬散斑圖（ａ）散斑數(shù)＝１；（ｂ）散斑數(shù)＝５００。２．２單個散斑的灰度梯度及灰度導數(shù)根據(jù)式（２），本文提出的散斑圖質(zhì)量評價參數(shù)為一階及二階灰度梯度商在整幅圖像上所有像素的平均值。為了加深理解，有必要研究該參數(shù)組成部分的分布規(guī)律。一般來說，散斑圖上有成百上千個散斑，，為了避免散斑之間的相互干擾，這里僅給出了包含１個散斑的圖像（圖１（ａ））的各種結(jié)果。首先對灰度場進行分片雙三次樣條插值，得到灰度函數(shù)（式（３））；然后根據(jù)式（４）得到一階灰度導數(shù)（單位：像素－１）和二階灰度導數(shù)（單位：像素－２），進而得到灰度梯度；最后由式（１）和式（２）得到一階灰度梯度和一階及二階灰度梯度商。圖２分別給出了灰度場ｆ、一階灰度梯度ｆ２ｘ＋ｆ２i幔ǖノ唬合袼兀保⒍諄葉忍荻齲媯玻媯玻玻媯

本文編號：2546256