基于KAZE的金属疲劳损伤表面偏振图像特征点检测算法研究
发布时间：2021-09-22 08:46
金属构件发生疲劳损伤具有复杂性。大部分构件在使用过程中不可拆卸,传统的力学分析、晶粒分析等方式很难实时监控金属的疲劳损伤程度。实际上,在金属构件发生疲劳损伤过程中,构件表面纹理不断变化,不同疲劳损伤程度的金属构件表面偏振特性存在显著差异。偏振成像可以根据物体表面偏振特性的差异凸显物体的边缘、纹理和细节特征,再通过不同偏振方位角的偏振图像解算出物体表面的偏振度、偏振角等偏振信息,分析和模拟出金属构件表面偏振信息与金属构件疲劳损伤程度之间的数学关系,进而可以通过金属表面的偏振特性来预测金属的疲劳损伤程度。偏振成像因各通道的不一致性易造成不同偏振方位角的偏振图像之间存在位移、视角和光照的差异,为了精确解算出偏振信息,需要对不同偏振方位角的偏振图像之间进行配准。配准的关键步骤是通过特征点检测算法找出图像之间精确的对应关系,传统的SIFT和SURF特征点检测算法能够适应图像间的旋转、视角、尺度等变换,但是由于采用线性扩散滤波构造特征空间,造成图像的边缘和细节特征点丢失,进而不能精确找出图像之间的对应关系。KAZE算法采用各项异性热扩散方程构建非线性尺度空间,在滤波过程中保留图像的边缘和细节特征点...
【文章来源】：安徽建筑大学安徽省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
疲劳载荷示意图
112 20 0( ) ( ) 1yxx yEEE E (2-10)当0 0y 0=xE E E时，公式(2-10)可以表达为2 2 2x y0E E E，此时上述几何曲线变成圆，物理意义表示光矢量为圆偏振光。(3) 当2x ym 时，其中m 为整数, 且0 x0yE E，此时上述几何曲线变成椭圆，物理意义表示光矢量为椭圆偏振光。随着 取值的变化，几何曲线如下图所示：
线偏振光 圆偏振光 椭圆偏振光图 2- 3 偏振态示意图在自然界中，除了偏振光还有自然光和部分偏振光，自然光是复合光，其磁场平面上的各个电场振动频率几乎相等，所以不具有偏振特性；部分偏振光是由于光在传播过程中，受传播介质、物体表面等自然因素的作用，使得光波偏向某一特定的振动方向而产生的，也就是线偏振光和复合光的组合，在自然界中，偏振光的产生主要是因为复合光照射具有不同偏振特性的物体表面而产生的。2.2.2 偏振光的表示目前，偏振光的描述方式有邦加球图示法、琼斯(Jones)矢量法和斯托克斯(Stokes)矢量法等[19]，邦加球图示法是可视化方法，而采用函数表达式的是 Jones 矢量法和Stokes 矢量法，两者都是采用一个矢量表示，但是 Jones 矢量只能表示全偏振光，而Stokes 矢量可以表示全偏振光、部分偏振光以及非偏振光[42]。1、 Jones 矢量法Jones 矢量也是将电场矢量在 x 和 y 方向上分解成xE 和yE ，将公式(2-7)采用复数
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多微面光纤面板的仿生复眼图像拼接及定位算法[J]. 杨超,裘溯,金伟其,戴佳琳. 兵工学报. 2018(06)
[2]7075铝合金疲劳损伤的多点快速非线性超声检测[J]. 冯伟,万楚豪,刘斌,刚铁. 机械工程学报. 2018(10)
[3]位图局部敏感哈希的匹配二进制特征搜索算法[J]. 杨东升,张展,廉梦佳,王丽娜. 吉林大学学报(工学版). 2018(03)
[4]钢结构的低温疲劳性能研究进展综述[J]. 王元清,廖小伟,贾单锋,石永久. 建筑钢结构进展. 2018(01)
[5]合金材料超高周疲劳的机理与模型综述[J]. 洪友士,孙成奇,刘小龙. 力学进展. 2018(00)
[6]基于分块SURF特征提取的图像目标跟踪算法[J]. 牛畅,黄银和,尹奎英. 激光与红外. 2017(12)
[7]低周疲劳过程金属表面热像特征提取及其熵分析[J]. 刘涛,吕盛坪,汪方斌,朱达荣,雷经发. 兵器材料科学与工程. 2018(01)
[8]基于改进Harris的低动态载体速度的快速计算方法[J]. 方文辉,陈熙源,柳笛. 光学学报. 2018(04)
[9]基于能量耗散的Q235钢高周疲劳性能评估[J]. 樊俊铃. 机械工程学报. 2018(06)
[10]基于KAZE特征匹配的偏振图像配准算法研究[J]. 汪方斌,储朱涛,朱达荣,许露,刘涛,吕科. 安徽建筑大学学报. 2017(05)
博士论文
[1]基于疲劳损伤累积理论的结构寿命预测与时变可靠性分析方法研究[D]. 彭兆春.电子科技大学 2017
[2]分孔径同时偏振成像光学系统的研究[D]. 贺虎成.苏州大学 2014
硕士论文
[1]基于KAZE的图像特征提取与匹配算法研究[D]. 杨承杰.南京邮电大学 2017
[2]基于改进的KAZE算法的特征提取与匹配[D]. 白小玲.哈尔滨理工大学 2017
[3]基于非线性超声的金属疲劳损伤检测及定位研究[D]. 王会芳.天津大学 2017
[4]基于可见光偏振成像的目标探测技术研究[D]. 刘征.中国科学院研究生院(光电技术研究所) 2016
[5]可见光偏振成像的图像增强技术研究[D]. 赵蓉.南京理工大学 2016
[6]基于红外偏振成像的目标增强技术研究[D]. 周强.浙江大学 2014
本文编号：3403476
【文章来源】：安徽建筑大学安徽省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
疲劳载荷示意图
112 20 0( ) ( ) 1yxx yEEE E (2-10)当0 0y 0=xE E E时，公式(2-10)可以表达为2 2 2x y0E E E，此时上述几何曲线变成圆，物理意义表示光矢量为圆偏振光。(3) 当2x ym 时，其中m 为整数, 且0 x0yE E，此时上述几何曲线变成椭圆，物理意义表示光矢量为椭圆偏振光。随着 取值的变化，几何曲线如下图所示：
线偏振光 圆偏振光 椭圆偏振光图 2- 3 偏振态示意图在自然界中，除了偏振光还有自然光和部分偏振光，自然光是复合光，其磁场平面上的各个电场振动频率几乎相等，所以不具有偏振特性；部分偏振光是由于光在传播过程中，受传播介质、物体表面等自然因素的作用，使得光波偏向某一特定的振动方向而产生的，也就是线偏振光和复合光的组合，在自然界中，偏振光的产生主要是因为复合光照射具有不同偏振特性的物体表面而产生的。2.2.2 偏振光的表示目前，偏振光的描述方式有邦加球图示法、琼斯(Jones)矢量法和斯托克斯(Stokes)矢量法等[19]，邦加球图示法是可视化方法，而采用函数表达式的是 Jones 矢量法和Stokes 矢量法，两者都是采用一个矢量表示，但是 Jones 矢量只能表示全偏振光，而Stokes 矢量可以表示全偏振光、部分偏振光以及非偏振光[42]。1、 Jones 矢量法Jones 矢量也是将电场矢量在 x 和 y 方向上分解成xE 和yE ，将公式(2-7)采用复数
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多微面光纤面板的仿生复眼图像拼接及定位算法[J]. 杨超,裘溯,金伟其,戴佳琳. 兵工学报. 2018(06)
[2]7075铝合金疲劳损伤的多点快速非线性超声检测[J]. 冯伟,万楚豪,刘斌,刚铁. 机械工程学报. 2018(10)
[3]位图局部敏感哈希的匹配二进制特征搜索算法[J]. 杨东升,张展,廉梦佳,王丽娜. 吉林大学学报(工学版). 2018(03)
[4]钢结构的低温疲劳性能研究进展综述[J]. 王元清,廖小伟,贾单锋,石永久. 建筑钢结构进展. 2018(01)
[5]合金材料超高周疲劳的机理与模型综述[J]. 洪友士,孙成奇,刘小龙. 力学进展. 2018(00)
[6]基于分块SURF特征提取的图像目标跟踪算法[J]. 牛畅,黄银和,尹奎英. 激光与红外. 2017(12)
[7]低周疲劳过程金属表面热像特征提取及其熵分析[J]. 刘涛,吕盛坪,汪方斌,朱达荣,雷经发. 兵器材料科学与工程. 2018(01)
[8]基于改进Harris的低动态载体速度的快速计算方法[J]. 方文辉,陈熙源,柳笛. 光学学报. 2018(04)
[9]基于能量耗散的Q235钢高周疲劳性能评估[J]. 樊俊铃. 机械工程学报. 2018(06)
[10]基于KAZE特征匹配的偏振图像配准算法研究[J]. 汪方斌,储朱涛,朱达荣,许露,刘涛,吕科. 安徽建筑大学学报. 2017(05)
博士论文
[1]基于疲劳损伤累积理论的结构寿命预测与时变可靠性分析方法研究[D]. 彭兆春.电子科技大学 2017
[2]分孔径同时偏振成像光学系统的研究[D]. 贺虎成.苏州大学 2014
硕士论文
[1]基于KAZE的图像特征提取与匹配算法研究[D]. 杨承杰.南京邮电大学 2017
[2]基于改进的KAZE算法的特征提取与匹配[D]. 白小玲.哈尔滨理工大学 2017
[3]基于非线性超声的金属疲劳损伤检测及定位研究[D]. 王会芳.天津大学 2017
[4]基于可见光偏振成像的目标探测技术研究[D]. 刘征.中国科学院研究生院(光电技术研究所) 2016
[5]可见光偏振成像的图像增强技术研究[D]. 赵蓉.南京理工大学 2016
[6]基于红外偏振成像的目标增强技术研究[D]. 周强.浙江大学 2014
本文编号：3403476
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