基于分形插值的频域散斑相关法面内位移测量

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基于分形插值的频域散斑相关法面内位移测量

张红颖, 易建军, 于之靖

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张红颖, 易建军, 于之靖. 基于分形插值的频域散斑相关法面内位移测量[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(9): 917004-0917004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0917004

引用本文:

张红颖, 易建军, 于之靖. 基于分形插值的频域散斑相关法面内位移测量[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(9): 917004-0917004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0917004

Zhang Hongying, Yi Jianjun, Yu Zhijing. In-plane displacement measurement based on frequency domain speckle correlation method with fractal interpolation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(9): 917004-0917004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0917004

Citation:

Zhang Hongying, Yi Jianjun, Yu Zhijing. In-plane displacement measurement based on frequency domain speckle correlation method with fractal interpolation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(9): 917004-0917004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0917004

基于分形插值的频域散斑相关法面内位移测量

doi: 10.3788/IRLA201645.0917004

1.
中国民航大学电子信息与自动化学院,天津 300300

基金项目:

国家自然科学基金（U1333105）;中央高校基本科研业务费（3122015C016）

作者简介:
张红颖(1978-),女,副教授,硕士生导师,博士,主要从事图像工程及计算机视觉方面的研究。Email:carole_zhang0716@163.com

中图分类号: TN247

In-plane displacement measurement based on frequency domain speckle correlation method with fractal interpolation

1.
College of Electronic Information and Automation,Civil Aviation University of China,Tianjin 300300,China

摘要: 针对传统频域数字散斑相关法在测量物体面内位移测量精度较低的问题，提出一种基于分形插值的频域数字散斑相关法。该方法在频域数字散斑相关法的基础上，引入Hanning窗函数对图像进行滤波处理，克服了图像边缘效应对最终位移值的影响；同时利用散斑图像的子区域与整幅图像在结构形态和灰度特征的自相似性，采用分形插值的方法进行亚像素插值，进而能精确定位相关点，得到更精确的亚像素位移值。实验结果表明：该方法保持了频域散斑相关法的测量速度，且将测量的绝对误差降低在0.01~0.03 pixel以内，并进一步通过刚体平移实验测试了算法的可靠性。
- 面内位移测量 /
- 频域 /
- 数字散斑相关法 /
- Hanning窗函数 /
- 分形插值
Abstract: For the low precision of in-plane displacement measurement using traditional digital speckle correlation methodin frequency domain, a new frequency domain correlation method based on fractal interpolation was proposed. Based on traditional digital speckle correlation in frequency domain, this method utilizes Hanning window function to filter the images in order to overcome the influence of edge effect on final displacement values. Considering theself-similarity of the sub-region and the whole imagein structure morphology and gray characteristics, fractal interpolation was adopted to improve the sub-pixel interpolation, which couldlocate relevant pointsand get more accurate sub-pixel displacement values. Experimental results show that this method could reduce the absolute error within 0.01 to 0.03 pixel and maintain the measurement speed as well. Moreover, the reliability of the algorithm is tested through the rigid translation experiments.
- in-plane displacement measurement /
- frequency domain /
- digital speckle correlation method /
- Hanning window function /
- fractal interpolation

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基于分形插值的频域散斑相关法面内位移测量

doi: 10.3788/IRLA201645.0917004

1. 中国民航大学电子信息与自动化学院,天津 300300

作者简介:
张红颖(1978-),女,副教授,硕士生导师,博士,主要从事图像工程及计算机视觉方面的研究。Email:carole_zhang0716@163.com

收稿日期: 2016-01-05
修回日期: 2016-02-10
刊出日期: 2016-09-25

基金项目:

国家自然科学基金（U1333105）;中央高校基本科研业务费（3122015C016）

中图分类号: TN247

关键词:

摘要: 针对传统频域数字散斑相关法在测量物体面内位移测量精度较低的问题，提出一种基于分形插值的频域数字散斑相关法。该方法在频域数字散斑相关法的基础上，引入Hanning窗函数对图像进行滤波处理，克服了图像边缘效应对最终位移值的影响；同时利用散斑图像的子区域与整幅图像在结构形态和灰度特征的自相似性，采用分形插值的方法进行亚像素插值，进而能精确定位相关点，得到更精确的亚像素位移值。实验结果表明：该方法保持了频域散斑相关法的测量速度，且将测量的绝对误差降低在0.01~0.03 pixel以内，并进一步通过刚体平移实验测试了算法的可靠性。

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