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数字图像相关法DIC(Digital Image Correlation)是一种用于测量物体位移的光学测量方法,其基本原理是在变形前、后的数字图像中匹配对应的图像子区来获得图像子区中心点的位移信息。
本文对如何提高数字图像相关算法的精度进行了分析,并在以下几个方面取得了一定成果:(1)总结了最常见的双三次样条插值的两种实现方法,把这两种插值应用到了梯度迭代亚像素算法中,对这两种插值的性能进行了对比研究,给出了精度对比结果;(2)提出了旋转相关法匹配法,先对图像子区进行预旋转,再进行相关匹配,然后计算相关系数和位移。该方法可在物体产生旋转变形时提高变形前后图像子区间的相关系数和位移计算精度;(3)提出了映射相关匹配法,先根据位移场生成变形前图像子区的映射,再进行相关匹配,然后计算相关系数和位移。该方法可在物体产生任意变形时提高变形前后图像子区间的相关系数;(4)以二维数字图像相关法为基础,推导出了基于灰度梯度的三维数字图像亚像素位移计算方法,并应用到泡沫铝材料的数字模拟实验中,取得了比基于曲面拟合的三维数字图像相关法精度更高的结果。