物体内部三维位移场分析的数字图像体相关法

发布时间：2022-02-12 13:26

　　数字图像体相关法是二维数字图像相关法在三维空间的拓展,它可以实现物体内部三维变形场的全场测量。针对数字图像体相关法的位移测量精度,提出一种组合式三维亚像素位移算法,并通过计算机仿真实验对算法进行了验证和分析,给出了该方法的相关函数形式、整像素搜索方法以及亚像素搜索算法,并用算法对计算机模拟的三维图像进行了相关运算,最后将运算结果与仿真过程给定的理论位移值进行对比。仿真实验得到的三维亚像素位移值与理论位移值的误差均值为0.000 2voxel,结果表明该算法对于测量物体内部三维位移场具有很好的可靠性,且测量精度较高。 

【文章来源】：国外电子测量技术. 2020,39(04)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

三维计算窗口示意图

式中：a0～a9为待求参数。由于原图像点（x,y,z）与变形后点（x′，y′，z′）及其周围各点之间的相关系数值C(i,j,k）都是可求得的，因此可以代入各点坐标值和相关系数值到上式中，并对等号两边同取对数，即可通过求解方程组的方法求得各参数的值。本文选取点（x′，y′，z′）及其周围一共27个像素点（拟合窗口大小为3×3×3）与原图像中点（x,y,z）进行相关运算来建立方程组，如图2所示。令Pn=[1 in jn kn ijn ikn jkn i 2n j2n k2n],A=[a0a1a2a3a4a5a6a7a8a9]T，其中n=1,2，…，27，由函数表达式可知：

通过计算机仿真，生成了一组大小为121voxel×121voxel×121voxel的三维灰度图像，如图3所示。图3(a）模拟变形前三维图像，图3(b）模拟变形后的三维图像，变形过程为原图像沿Z轴正方向进行平移。将变形前三维图像沿Z轴正方向做四次平移，平移量Δl分别为2.2、2.5、2.7及2.9pixels。

【参考文献】：
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本文编号：3621802