基于在线检测的改进型亚像素提取算法研究

发布时间：2023-03-28 20:10

　　数字图像相关方法作为传统光学测量技术与现代数字图像处理技术相结合的一种测量方式,常用于位移或应变检测中,其非接触性测量理念对于生活与工程中的各方面应用都有较为广泛的影响。当前亚像素数字图像相关方法的研究趋势主要集中在计算效率和计算精度上,如何在保证位移/应变测量精度的基础上提高计算效率显得尤为重要。因此本文的主要研究内容为如何进一步提高计算精度以及减少数字图像亚像素程序算法的搜索时间,并对常用位移/应变检测方法的优缺点进行探讨,以更好地满足实际工程检测的要求。研究了一种几何重心法的亚像素提取算法,针对常用亚像素算法的计算时间较长,抗干扰能力较弱等方面进行了改进,旨在探索一种算法内容较为简便并且计算精度较高的在线测量技术手段。本文主要研究内容如下:首先阐述了数字图像相关方法基本理论,总结现有的工程测量方式的局限性,讨论目前数字图像相关方法的便捷性和研究现状,基于几种常用的亚像素位移算法理论及检测方式提出了位移测量中存在的问题。对常用的曲面拟合算法和梯度算法等亚像素测量算法进行比较。对现有的二元一次曲面拟合、二元二次曲面拟合和高斯曲面拟合公式,以及梯度法中常用的梯度算子进行介绍。在此基础上...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源与背景
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究目的及意义
    1.2 常用测量方法
        1.2.1 光纤微位移测量
        1.2.2 激光干涉检测技术
        1.2.3 数字图像测量方法
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 理论发展
        1.3.2 数字图像相关方法的应用
    1.4 本文研究的主要内容
第二章 几何重心法的算法理论基础
    2.1 二维数字相关方法基本原理
        2.1.1 数字相关方法理论概述
        2.1.2 面内变形公式
        2.1.3 常用相关系数函数
    2.2 常用亚像素搜索算法及其比较
        2.2.1 曲面拟合法
        2.2.2 梯度法
        2.2.3 牛顿迭代法
    2.3 几何重心法亚像素位移算法概述
        2.3.1 基本原理
        2.3.2 整像素算法原理
        2.3.3 亚像素算法原理
        2.3.4 误差修正
        2.3.5 抗噪能力对比
    2.4 本章小结
第三章 亚像素测量系统的构建
    3.1 实验装置及搭建
        3.1.1 主要实验装置
        3.1.2 实验平台的搭建
    3.2 散斑图片的获取
    3.3 显微摄像头图像采集分析界面
    3.4 计算结果的系统标定
    3.5 本章小结
第四章 数字图像相关方法实验数据验证
    4.1 算法指数值的改变实验
        4.1.1 实验过程
        4.1.2 实验结果分析
    4.2 不同背景光亮度测量对比
        4.2.1 实验过程
        4.2.2 实验结果分析
    4.3 同一材质测量对比
        4.3.1 实验过程
        4.3.2 实验结果分析
    4.4 不同材质测量对比
        4.4.1 实验过程
        4.4.2 实验结果分析
    4.5 亚像素标定验证
        4.5.1 实验过程
        4.5.2 实验结果分析
    4.6 计算时间比较
        4.6.1 实验过程
        4.6.2 实验结果分析
    4.7 误差
        4.7.1 系统误差
        4.7.2 随机误差
    4.8 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 未来工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3773201