数字图像相关方法是一种基于数值分析及数字图像处理的新型光学测量方法,自20世纪80年代被提出以来,由于其具有很好的环境适应性和方便的测量范围及分辨率调整等优点,在多个学科及领域获得了广泛的关注。然而,由于算法本身存在局限性以及噪声的干扰,在实际应用中,数字图像相关方法在计算速度以及测量精度上存在一定的不足。本文提出了一种基于升采样后三次样条的插值方法。该方法对一维/二维信号进行升采样,即提高数字图像分辨率,在其基础上再进行三次样条插值。本文给出了对于二维图像提高数字图像分辨率的升采样方法:对已有的变形前后的散斑图像进行分析得到图像的频谱集中区域;然后基于数字图像频谱特点和给定的图像分辨率提高的要求,设计二维数字序列高倍数内插时抗镜像数字滤波器组;再对图像进行插值滤波处理,得到亚像素分辨率图像;在升采样处理的基础上进行三次样条插值,可以进行任意位置的插值。用一维标准序列进行升采样再三次样条插值,将仿真结果与仅使用三次样条插值的结果进行比较,表明基于升采样后三次样条的插值方法可以实现比仅用三次样条更好的效果。本文将基于升采样后三次样条插值的方法应用于数字图像相关方法中,该方法在升采样提高数字图像分辨率后三次样条插值的基础上,再进行数字图像相关。对物体表面变形前后的图像进行初步的数字相关运算,得到大致的相关区域;在初步相关区域的基础上,进一步对变形前图像进行有效的数字图像序列升采样处理,提高数字图像分析的亚像素分辨率;在亚像素分辨率的基础上再次进行三次样条插值,不断逼近最大相关系数值,使得数字相关达到更高的精度和准确度,实现对物体变形场的测量以及高精度匹配,达到现有数字相关匹配中数字图像分析的高精度高稳定性的要求,达到更好的精度与匹配度。本文所述的方法可以有效提高数字散斑场分析的亚像素分辨率,解决现有数字图像采集技术有限分辨率和数字散斑场分析的高精度高稳定性要求的矛盾。