局部数字图像相关方法的残余灰度场计算方法技术

局部数字图像相关方法的残余灰度场计算方法，包括计算点网格构建、位移场插值与灰度插值、残余灰度场计算；残余灰度场后处理。本发明专利技术在传统的使用残余灰度场分析的基础上，消除了传统方法中出现的混叠等不利于提取特征的因素；相比传统的使用DIC的相关系数的判别方法，本方法能为特征提供更加精准定位，以及能定量且直观地展现匹配的结果，且能提示新出现的图像特征，如裂缝，缺陷等；本方法基于网格构建，可以将子区DIC中离散计算点的位移场组织起来，实现位移场的连续插值，保证位移场的连续性，不会出现二义；方法流程清晰，且易于实现，不仅可以使用CPU实现，还可以使用GPU的着色器实现，具有极高的计算效率。具有极高的计算效率。具有极高的计算效率。

【技术实现步骤摘要】
局部数字图像相关方法的残余灰度场计算方法


[0001]本专利技术涉及实验固体力学中的数字图像相关方法，尤其涉及数字图像相关方法在缺陷检测、裂纹检测等相关的领域。具体的讲，是一种利用基于图像子区的局部数字图像相关方法的计算结果进行残余灰度场的计算方法，并将其用于缺陷检测及裂纹检测等相关应用场景。

技术介绍

[0002]在传统的缺陷检测方法中，大多是基于图像变换与图像配准实现的，其通过将计算目标通过图像整体变换与模板配准，并做差得到残余灰度场，并对残余灰度场进行分析来确定缺陷或裂纹的大小和位置。
[0003]现有的图像配准算法，往往只考虑了图像整体的变化，如图像的平移，旋转等刚体变换，以及缩放，仿射变换，单应变换等变形来考虑不同视角下的图像变化。再比如，ECC图像配准算法1还考虑了图像的亮度与对比度变换。然而，这些方法没有考虑图像的局部变形，缺陷识别的精准度低。在实验力学应用中，往往会由于被测对象的局部变形与全局变形不一致而在残余灰度场中出现混叠现象。
[0004]DIC方法通过匹配参考图与变形图子区，可以得到子区中心的位移。而通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于图像子区的局部数字图像相关方法的残余灰度场计算方法,其特征为：包括如下步骤：第一步，计算点网格构建：根据子区数字图像相关方法中的计算点的分布，构建计算点的网格；用以组织计算点，保证位移场的连续性以及方便后续的插值运算；第二步，位移场插值与灰度插值：使用网格组织计算点，对待插值的图像点进行快速定位，针对不同的网格，选取对应的形函数对待插值点进行插值，得到变形后图像点对应变形前图像点的坐标，并通过图像插值的方法获取这一点的图像灰度。第三步，残余灰度场计算：将插值得到的变形后图像与真实变形图进行做差，得到变形图中各个像素的残余灰度场；由于融合了数字图像相关方法得到的位移场，得到的残余灰度场可以消除由于图像未完全配准带来的混叠现象；第四步，残余灰度场后处理：残余灰度场以图像的形式保存，可以直接使用图像处理中各种后处理方式对其进行处理，以提高图像质量，使感兴趣的特征更具有区分度。2.根据权利要求1所述的基于图像子区的局部数字图像相关方法的残余灰度场计算方法,其特征为：所述第一步进一步包括：构建计算点的网格，包括但不限于三角形网格，四边形网格。3.根据权利要求2所述的基于图像子区的局部数字图像相关方法的残余灰度场计算方法,其特征为：所述三角形网格使用线性插值；所述四边形网格使用双线性插值。4.根据权利要求1所述的基于图像子区的局部数字图像相关方法的残余灰度场计算方法,其特征为：所述第一步进一步包括如下内容：使用delaunay三角化方法来构建三角网格；所述Delaunay三角化算法的具体实现如下：(1)首先得到一能覆盖所有计算点的超级三角形；(2)将一计算点插入到三角形中，将外接圆包含该点的三角形的公共边删除，并将插入点与这些三角形的顶点相连；(2)根据局部最优准则，使用边翻转使得有公共边的三角形的最小角最大；(3)循环第2步，直到所有计算点均插入完毕，即构建完成。5.根据权利要求1所述的基于图像子区的局部数字图像相关方法的残余灰度场计算方法,其特征为：所述第二步进一步包括如下内容：当得到变形图像点对应变形前图像点的坐标，即可通过图像插值的方法获取这一点...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘兵，池宇希，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：