基于Hermite亚像素灰度重构的数字图像相关方法的研究
发布时间：2021-05-08 11:01
数字图像相关方法经过多年的发展,已经广泛应用于众多研究与应用领域。在数字图像相关的测量技术中,由于整像素位移测量不能满足测量精度的需求,因此,数字图像相关方法的亚像素位移测量算法已成为该领域的研究重点。在数字图像相关亚像素位移测量算法中,Newton-Raphson迭代算法（简称N-R迭代算法）因其具有较高的计算精度以及较好的计算稳定性而受到了广泛的关注。在传统N-R迭代算法的亚像素位移计算过程中,通常采用三次样条插值计算的方法重构亚像素位置的灰度值。而在插值算法中,三次Hermite插值算法具有良好的光滑程度。因此,为了进一步提高N-R迭代算法的亚像素位移求解精度,本文提出了基于Hermite亚像素灰度重构的N-R迭代算法并对其相关特性进行了研究。（1）针对传统N-R迭代算法亚像素灰度重构的精度问题,提出了基于Hermite亚像素灰度重构的N-R迭代算法。该算法应用Hermite插值函数建立亚像素灰度重构方法,应用Barron算子计算一阶灰度梯度;最后应用牛顿迭代算法求解亚像素位移。通过真实散斑图的数值变形实验验证了本文算法的可行性。与传统的N-R迭代算法相比,本文算法具有更好的计算...
【文章来源】：长春工业大学吉林省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 数字图像相关的研究与应用的现状
1.2.1 数字图像相关方法的理论研究现状
1.2.2 数字图像相关方法的应用研究现状
1.3 数字图像相关方法的原理
1.4 本文研究的主要内容
第2章 基于Hermite亚像素灰度重构的N-R迭代算法
2.1 引言
2.2 基于Hermite亚像素灰度重构的N-R迭代算法
2.2.1 传统的N-R迭代算法
2.2.2 基于Hermite亚像素重构的N-R迭代算法
2.3 算法的实验验证
2.4 本章小结
第3章 全域灰度梯度计算策略及种子点搜索策略
3.1 引言
3.2 全域灰度梯度计算策略
3.3 基于种子点的搜索策略
3.4 两个策略有效性的模拟实验
3.5 本章小结
第4章 基于Hermite亚像素灰度重构的N-R迭代算法的误差分析
4.1 引言
4.2 系统误差分析
4.2.1 N-R迭代算法中的三次Hermite插值引入的误差
4.2.2 散斑图计算窗口大小对本文算法的影响
4.3 随机误差分析
4.4 本章小结
第5章 基于Hermite亚像素灰度重构的N-R迭代算法的实验验证
5.1 引言
5.2 试样的制备及测量装置介绍
5.3 实验过程
5.3.1 标定像素当量
5.3.2 弹性模量的测量
5.4 误差分析
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 不足与展望
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于数字图像相关的高精度车辆跟踪算法[J]. 程腾,蒋亚西,吴勃夫,王静静,朱西汉,杜卿宇. 汽车工程. 2018(08)
[2]基于BP神经网络的数字图像相关非迭代灰度梯度算法[J]. 刘小勇,宫岩,李荣丽,郝兆朋,崔高健,王晖,范依航. 机床与液压. 2018(01)
[3]基于改进曲面拟合法的数字散斑相关方法研究[J]. 李凯强,朱丹,佟新鑫. 激光与光电子学进展. 2018(05)
[4]基于数字图像相关方法预钻孔煤样破裂特性研究[J]. 张天军,董晓刚,潘红宇,张磊. 煤炭技术. 2017(11)
[5]热障涂层高温失效行为的正射投影-单相机三维数字图像相关实验研究[J]. 吴立夫,石文雄,谢惠民. 实验力学. 2017(05)
[6]基于三维数字图像相关方法的面部表情变形测量研究[J]. 赵明珠,王志勇,王世斌,李林安,孙颖,李毓. 实验力学. 2017(02)
[7]基于一阶及二阶灰度梯度的散斑图质量评价方法[J]. 杜亚志,王学滨,冯威武,侯文腾,王春伟. 光学技术. 2017(02)
[8]基于拟牛顿法的梯度追踪算法研究[J]. 刘艳,李雷. 计算机技术与发展. 2017(04)
[9]基于数字图像相关法的薄板焊接变形研究[J]. 王晓光,梁晋,郭楠,孟繁昌. 中国测试. 2017(01)
[10]基于三维数字图像相关技术的脆性岩石破坏试验研究[J]. 马永尚,陈卫忠,杨典森,杨建平,龚哲. 岩土力学. 2017(01)
博士论文
[1]应变光学测量关键技术及在特种设备监测的应用[D]. 陈光.北京交通大学 2018
[2]数字图像相关方法及其在材料力学性能测试中的应用[D]. 刘小勇.吉林大学 2012
[3]数字图像相关及其在若干工程测试中的应用[D]. 张蕊.华南理工大学 2011
[4]数字散斑相关方法及其在力学测量中的应用[D]. 高建新.清华大学 1989
硕士论文
[1]基于数字图像相关法的材料低温下断裂特性及超导带材失超实验研究[D]. 王淑丹.兰州大学 2018
[2]基于DIC的高温材料机械性能测量系统研究[D]. 胡悦.合肥工业大学 2018
[3]数字图像相关测量方法及试验研究[D]. 代坤.长沙理工大学 2014
[4]应用于损伤断裂实验的数字图像相关方法研究[D]. 肖晨.天津大学 2014
[5]基于数字图像相关方法的材料拉伸变形测量技术[D]. 熊磊.吉林大学 2012
本文编号：3175222
【文章来源】：长春工业大学吉林省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 数字图像相关的研究与应用的现状
1.2.1 数字图像相关方法的理论研究现状
1.2.2 数字图像相关方法的应用研究现状
1.3 数字图像相关方法的原理
1.4 本文研究的主要内容
第2章 基于Hermite亚像素灰度重构的N-R迭代算法
2.1 引言
2.2 基于Hermite亚像素灰度重构的N-R迭代算法
2.2.1 传统的N-R迭代算法
2.2.2 基于Hermite亚像素重构的N-R迭代算法
2.3 算法的实验验证
2.4 本章小结
第3章 全域灰度梯度计算策略及种子点搜索策略
3.1 引言
3.2 全域灰度梯度计算策略
3.3 基于种子点的搜索策略
3.4 两个策略有效性的模拟实验
3.5 本章小结
第4章 基于Hermite亚像素灰度重构的N-R迭代算法的误差分析
4.1 引言
4.2 系统误差分析
4.2.1 N-R迭代算法中的三次Hermite插值引入的误差
4.2.2 散斑图计算窗口大小对本文算法的影响
4.3 随机误差分析
4.4 本章小结
第5章 基于Hermite亚像素灰度重构的N-R迭代算法的实验验证
5.1 引言
5.2 试样的制备及测量装置介绍
5.3 实验过程
5.3.1 标定像素当量
5.3.2 弹性模量的测量
5.4 误差分析
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 不足与展望
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于数字图像相关的高精度车辆跟踪算法[J]. 程腾,蒋亚西,吴勃夫,王静静,朱西汉,杜卿宇. 汽车工程. 2018(08)
[2]基于BP神经网络的数字图像相关非迭代灰度梯度算法[J]. 刘小勇,宫岩,李荣丽,郝兆朋,崔高健,王晖,范依航. 机床与液压. 2018(01)
[3]基于改进曲面拟合法的数字散斑相关方法研究[J]. 李凯强,朱丹,佟新鑫. 激光与光电子学进展. 2018(05)
[4]基于数字图像相关方法预钻孔煤样破裂特性研究[J]. 张天军,董晓刚,潘红宇,张磊. 煤炭技术. 2017(11)
[5]热障涂层高温失效行为的正射投影-单相机三维数字图像相关实验研究[J]. 吴立夫,石文雄,谢惠民. 实验力学. 2017(05)
[6]基于三维数字图像相关方法的面部表情变形测量研究[J]. 赵明珠,王志勇,王世斌,李林安,孙颖,李毓. 实验力学. 2017(02)
[7]基于一阶及二阶灰度梯度的散斑图质量评价方法[J]. 杜亚志,王学滨,冯威武,侯文腾,王春伟. 光学技术. 2017(02)
[8]基于拟牛顿法的梯度追踪算法研究[J]. 刘艳,李雷. 计算机技术与发展. 2017(04)
[9]基于数字图像相关法的薄板焊接变形研究[J]. 王晓光,梁晋,郭楠,孟繁昌. 中国测试. 2017(01)
[10]基于三维数字图像相关技术的脆性岩石破坏试验研究[J]. 马永尚,陈卫忠,杨典森,杨建平,龚哲. 岩土力学. 2017(01)
博士论文
[1]应变光学测量关键技术及在特种设备监测的应用[D]. 陈光.北京交通大学 2018
[2]数字图像相关方法及其在材料力学性能测试中的应用[D]. 刘小勇.吉林大学 2012
[3]数字图像相关及其在若干工程测试中的应用[D]. 张蕊.华南理工大学 2011
[4]数字散斑相关方法及其在力学测量中的应用[D]. 高建新.清华大学 1989
硕士论文
[1]基于数字图像相关法的材料低温下断裂特性及超导带材失超实验研究[D]. 王淑丹.兰州大学 2018
[2]基于DIC的高温材料机械性能测量系统研究[D]. 胡悦.合肥工业大学 2018
[3]数字图像相关测量方法及试验研究[D]. 代坤.长沙理工大学 2014
[4]应用于损伤断裂实验的数字图像相关方法研究[D]. 肖晨.天津大学 2014
[5]基于数字图像相关方法的材料拉伸变形测量技术[D]. 熊磊.吉林大学 2012
本文编号：3175222
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