数字图像相关方法

摘要： 分离式霍普金森杆(SHPB)是一种公认有效的用于研究材料在高应变率下动态力学响应的测试技术,可为工程设计和材料应用提供重要的现实指导意义。本文介绍了霍普金森压杆的分类,阐述了传统SHPB试验的测试装置和实验原理。然而传统的应变测量方法主要采用接触式电测法,存在测量精度受多种因素影响、对微小尺寸试件无法适用等弊端。基于此,重要介绍了数字图像相关方法(DIC)这一应变光测法,该方法具有非接触式、测试结果精度高、抗干扰强、可视化程度高等优点,基于DIC的SHPB测试技术将是今后主流的测试手段。

摘要： 在介绍数字梯度敏感(Digital Gradient Sensing,DGS)方法与数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)方法原理的基础上,将2种方法相结合以扩展数字梯度敏感方法的测量领域,设计提出透明材料的应力梯度场与位移变形场同步测量系统。荧光散斑方案解决散斑靶标与试件表面散斑场的成像冲突问题,3CCD彩色相机方案解决2种散斑场的图像采集问题,通过开展三点弯曲实验进行数据分析以及精度对比,验证了同步测量系统的可行性与有效性。

摘要： 搭建了一套全场非接触应变测量系统,对变截面舵面结构受随机载荷激励作用下的变形及振动特性进行实验研究;实验以2A12铝合金材料制成的变截面舵面结构为试验对象,采用高分辨率的相机记录舵面结构全场清晰的散斑图像,然后利用三维数字图像相关方法对其结构表面的连续变形进行直接测量,同时利用傅里叶变换对采集到的散斑图像进行振动特性分析,获得变截面舵面结构的模态频率和模态振型;为验证非接触测量得到的振动特性结果的准确性,用小质量加速度传感器得到的振动响应信号进行对比;试验结果表明,在0~500 Hz的测试频段内,三维数字图像相关方法辨识变截面舵面结构前三阶模态参数与加速度传感器测量结果非常吻合,前三阶固有频率误差在2%以内,阻尼比误差在6%以内,前二阶模态振型均为弯曲模式,第三阶模态振型为弯曲扭转耦合模式,验证了三维数字图像相关的全场振动测量技术的有效性,为高温环境及非线性变截面舵面结构非接触振动测试提供依据。

摘要： 岩体内部赋存的裂隙很多表现为折线型,为探究这类岩体的断裂机制,制备含折线型裂隙砂岩试件并对其进行单轴压缩试验。采用数字图像相关(DIC)方法计算加载过程中的变形场演化,根据新生裂纹两侧的位移差异识别裂纹类型;运用扩展有限元法(XFEM)模拟断裂过程,根据应力分布特征解释翼型裂纹起裂与扩展机制。DIC计算结果表明,新生裂纹处出现应变局部化带,裂纹两侧发生相对分离;含直线型和折线型裂隙砂岩试件的翼型裂纹分别萌生于预制裂隙端部以及折角处,这是因为裂隙几何形态会改变拉应力集中位置;含折线型裂隙砂岩试件的起裂应力小于含直线型裂隙砂岩试件,这是因为相同加载条件下前者的最大拉应力值更大;这2类试件的裂纹扩展均是由于裂纹尖端集中的拉应力引起的,裂纹依然呈张开状态;裂隙几何形态未改变试件的最终破坏模式,均表现为对角剪切破坏。

摘要： 提出了一种致力于改善狭窄、高应变梯度剪切带宽度测量精度的数字图像相关方法。通过对测点的原始子区的有限分割,使后代子区环绕在测点周围,以使一些后代子区位于简单变形区域,进而以最佳后代子区的结果作为测点结果。通过对比提出方法和粗-细方法的虚拟剪切带宽度测量结果,验证了提出方法的有效性,并从理论上分析了剪切带宽度测量误差。研究表明:对于虚拟剪切带,在理论上,提出方法的剪切带宽度不受子区尺寸的影响;与粗-细方法相比,受子区尺寸的影响较小,而受测点间隔的影响较大,但测量结果更准确。

摘要： 为获得大曲率机身壁板在剪切载荷作用下的最大承载能力,验证大曲率机身壁板张力场计算和分析方法的准确性,通过分析载荷边界和支持要求,设计并制造了壁板剪切试验装置。采用数字图像相关法(DIC)测量了蒙皮屈曲变形、加载端扭转角和航向位移,对比分析应变片测量结果,获得了蒙皮的失稳载荷、永久屈曲载荷及破坏载荷,验证了试验方案的正确性和合理性以及该测量技术的精确性。本文的研究结果可为该测量技术在壁板类试验中的应用提供依据。

摘要： 混凝土是一种典型的拉压不对称准脆性复合材料,采用巴西劈裂试验研究其拉伸破坏时发现,不同加载方式对混凝土的变形和破坏特征的影响很大。通过直接加载、弧形垫块加载以及平台圆盘加载3种方式对混凝土圆盘试件进行准静态试验,基于数字图像相关法,研究混凝土拉伸劈裂破坏过程中的全场变形和局域化破坏特征。结果表明:(1)标准圆盘直接加载时,试件顶部和底部附近的应力集中使试件端部先发生损伤,拉伸应变场中的高幅值区从加载端向中心迅速扩展;而采用弧形垫块或平台圆盘加载优化了应力集中问题,使得试件中心最先出现应变集中,继续加载时损伤向两端扩展,导致试件劈裂破坏。(2)弧形垫块加载和平台圆盘加载满足了巴西劈裂试验的中心起裂假设。测得平台圆盘加载时混凝土试件的抗拉强度约为5 MPa,比标准圆盘加载提高了31.2%左右,分析认为平台圆盘加载提高了试件中心的压拉比以及加载端处的摩擦力。(3)3种加载方式下,混凝土试件中心位置变形的数字图像相关分析结果和应变试验测量结果吻合较好,验证了基于数字图像相关方法获得的混凝土试件全场变形的有效性。

摘要： 为了研究全级配大坝混凝土裂缝扩展机理,针对3组不同缝高比的全级配大坝混凝土带缺口立方体试件开展了楔入劈拉试验,同时采用数字图像相关方法测量试件表面位移。结果表明:峰值荷载随着初始缝高比的增大而减小。虚拟裂缝长度在裂缝尖端位移达到临界值时达到最大,且随着初始缝高比的增大而减小。宏观裂缝扩展速度和有效裂缝长度随着初始缝高比的增大而减小。有效裂缝长度随着骨料粒径增加而增加,且增长倍数随骨料粒径和试件有效高度的增大而增大。

摘要： 由于岩体结构的复杂性,如何重构含裂隙网络的物理模型试件是岩石力学试验研究面临的难题之一。本工作提出了一种基于光固化3D打印技术的裂隙网络类岩石试件制备方法。结合数字图像相关方法对裂隙网络类岩石试件加载过程进行非接触式全场变形测量,并引入应变场方差这一指标,定量研究了裂隙岩体变形破坏演化规律及前兆异常特征。试验结果表明:采用光固化3D打印技术可实现裂隙岩体的复杂物理模型重构。裂隙网络类岩石试件的变形破坏过程类似于真实裂隙岩体,可划分为压密、弹性变形、裂纹扩展以及峰后阶段,其应力-应变曲线出现峰后多台阶式跌落特征。综合强度参数、峰后力学特征和试验过程中块体弹射现象来看,制备的3D打印试件可用于模拟裂隙硬岩。采用数字图像相关方法可实现裂隙岩体变形场的动态捕捉,其变形破坏过程表现出明显的应变局部化特征。加载过程中应变场方差的演化过程可划分为初始分异、稳定分异、加速分异以及加加速分异阶段。应变场方差在新生裂纹萌生后呈现出持续增长的趋势,而在进入不稳定裂纹扩展阶段后呈现为陡增趋势,可视为两个前兆点。研究成果可为复杂裂隙岩体的物理重构以及失稳预警提供新的思路。

摘要： 在数字图像相关测量计算过程中,直接参与互相关计算的是散斑子图,而散斑子图质量对测量精度具有重要影响.因此,如何有效评价散斑子图质量是数字图像相关方法研究的热点问题.将信息论中用于衡量信息量的"熵"概念引入散斑子图评价,提出以图像熵为评价参数的散斑子图质量评价方法.为验证该评价参数的有效性,对采用不同方法采集的3幅不同类型散斑图进行位移测量实验.实验结果表明:位移测量精度与散斑子图熵有紧密的关系,散斑子图熵越大,位移测量精度越高.实验结果验证了图像熵可有效用于散斑子图的质量评价.

摘要： 针对某容器在跌落试验过程中的位移测量提供了一种方法,该方法以数字图像相关方法(DIC)为基础,利用高速摄像机所记录容器跌落过程中的图像进行测量.应用该方法测量了跌落试验中容器的位移,获取了容器跌落过程中位移随时间的变化曲线,通过与容器上所布置传感器的数据相对比,验证了该方法的可行性和正确性.

摘要： 本文提出了一种基于数字图像相关方法(DIC)的超高速摄像机图像畸变校正算法,该算法能够对图像进行平场校正,几何变形校正,局部位置错位校正以及响应一致性校正。通过实验测量方形铝试件在霍普金森杆冲击下的变形场验证了算法的有效性。

摘要： 利用分离式霍普金森压杆装置对PBX进行了动态巴西实验、动态轴向压缩和动态半圆盘弯曲实验，且利用数字化的高速摄影系统，结合数字图像相关方法实现了具有较高精度和分辨率的位移场和应变场的测量。宏观上，高速摄影系统记录了冲击作用下PBX发生变形破坏的全过程。利用数字图像相关法测得了PBX的全场位移矢量场和应变场分布。位移矢量场揭示了PBX的变形破坏机理；应变场分布可预测裂纹萌生及扩展路径。实验结果和理论分析基本吻合，验证了数字图像相关法用于PBX动态变形破坏研究的可行性。而且，根据半圆盘弯曲实验，测得了PBX的动态断裂韧性。结果表明，PBX断裂韧性有较明显的应变率效应。

摘要： 本文首次利用数字图像相关方法(DICM),对该连接的弯矩-转角关系进行了测试.根据梁柱及其连接的变形特点,采用基于仿射变换的预定位方法、双三次样条插值、小模板及六变量迭代法,测得了管壁处、加强环边及一倍梁高处截面的弯矩-转角关系,通过该模型实验,验证了数字图像相关方法用于测试钢加强环式连接转角的可行性,并为进一步分析钢加强环式连接的工作性能提供了实验依据。

摘要： 本文结合微机械陀螺的简谐振动测试提出了一种改进的数字图像相关方法--数字时间序列图像相关方法,并编制了相应软件.通过对作高速简谐振动的微机械陀螺进行相关分析,可以得到试件全场的位移时程曲线;进一步对其作傅里叶变换,可以得到试件的频率等参数.通过该软件得到的微陀螺的振动频率相对误差为0.12％,从而为微结构动力学研究提供了可靠的分析手段.

摘要： 在大气层内飞行的高超速飞行器外表面因气动加热处于恶劣的高温环境中,其部件受热面在有氧高温条件下的变形测量非常重要且难度大.本文通过建立氧化环境下高速飞行器部件直接受热面变形试验测量系统,结合数字图像相关方法,实现单侧面加热及氧化环境下氧化铝陶瓷材料热面温度高至1100°C的高温变形测量,获得了氧化铝陶瓷材料的温度-热应变的试验测试结果.为了验证试验结果的正确性,与Hillman给出的氧化铝材料的热膨胀系数进行了对比,两者取得了较好的吻合性.本文建立的高温变形试验测量系统及1100°C氧化环境下受热面变形及热应力试验测试方法为高超速飞行器受热部件的热强度设计提供了重要的试验手段.

摘要： 本发明公开了一种基于坐标变换的二维数字图像相关补偿方法及二维光学数字图像相关引伸计，属于或涉及非接触式光学测量领域。本发明为解决二维数字图像相关测量平板试件面内变形时，由于离面位移导致的误差问题，可用于平板试件面内变形的精确测量。本发明该方法主要基于补偿板的坐标变换，采集单帧图像即可实时获得补偿板的离面位移和转动信息，进而消除其对测量结果的影响，克服了传统测量方法误差过大或要求转角较小的问题，可以用于二维平板试件面内变形的实时测量。

摘要： 提供一种识别数字图像中相关区域的方法、对数字图像编码的方法及编码器系统。该方法包括：接收第一数字图像中的表示像素的信息(S02)，以及计算所述第一图像中的邻近像素组的所述信息的空间统计度量以形成每个像素组的组值(S03)。进一步，该方法包括计算组值之间的差(S04)，以及将所述差与预定的阈值进行比较(S05)。如果所述差等于或大于所述阈值，则所述组被识别为相关的(S06)，并且如果所述差小于所述阈值，则所述组被识别为不相关的(S07)。还提供一种基于对相关区域和非相关区域的所述识别来对数字图像进行编码的方法，以及数字编码器系统。

摘要： 描述一种用于图像处理装置的处理单元，该处理单元实现缩减在扫描图像上的背景噪声或者扰动。处理单元被布置成将图像增强方法仅应用于扫描图像的亮度图像数据并且合并获得的已修改亮度图像数据与根据色度图像数据获得的附加亮度图像数据以便恢复背景上的可能已被图像增强方法去除的浅阴影。

摘要： 本发明的数字图像编码装置如图2所示,具有把低分辨率结构信号Std进行差分编码的编码器1100b和把高分辨率结构信号Sth进行差分编码的编码器1100a,在把高分辨率结构信号Sth使用其预测信号进行差分编码时,通过上述编码器1100b中的补填器138,进行把在上述编码器1100b中再生了的低分辨率结构信号中的无意取样值置换为从其有意取样值得到的伪取样值的补填处理,根据实施了上述该补填处理的再生低分辨率结构信号生成对于上述高分辨率结构信号Sth的预测信号。在这样结构的图像编码装置中,由于根据实施了补填处理的再生低分辨率结构信号生成高分辨率结构信号Sth的预测信号,所以将抑制成为编码处理对象的块(单位处理区域)的高分辨率结构信号和其预测信号的差分的差分信号,能够在抑制编码效率恶化的同时把与位于物体边界部分的块对应的高分辨率结构信号进行差分编码。

摘要： 本发明公开了一种基于坐标变换的二维数字图像相关补偿方法及二维光学数字图像相关引伸计，属于或涉及非接触式光学测量领域。本发明为解决二维数字图像相关测量平板试件面内变形时，由于离面位移导致的误差问题，可用于平板试件面内变形的精确测量。本发明该方法主要基于补偿板的坐标变换，采集单帧图像即可实时获得补偿板的离面位移和转动信息，进而消除其对测量结果的影响，克服了传统测量方法误差过大或要求转角较小的问题，可以用于二维平板试件面内变形的实时测量。

摘要： 提供一种识别数字图像中相关区域的方法、对数字图像编码的方法及编码器系统。该方法包括：接收第一数字图像中的表示像素的信息(S02)，以及计算所述第一图像中的邻近像素组的所述信息的空间统计度量以形成每个像素组的组值(S03)。进一步，该方法包括计算组值之间的差(S04)，以及将所述差与预定的阈值进行比较(S05)。如果所述差等于或大于所述阈值，则所述组被识别为相关的(S06)，并且如果所述差小于所述阈值，则所述组被识别为不相关的(S07)。还提供一种基于对相关区域和非相关区域的所述识别来对数字图像进行编码的方法，以及数字编码器系统。

摘要： 本发明提供一种控制数字图像处理设备的方法，该方法控制打印机的操作同时和打印机通信。在该方法中，如果日期插入模式由打印机设置且日期图像和要由打印机打印的图像合成，则由打印机设置的日期插入模式被取消。

摘要： 公开了一种数字图像内容的发布系统，一种再现数字图像内容的方法，以及一种记录了用于再现数字图像内容的程序的介质。该系统包括：第一发布装置(21)，用于发布数字图像数据(11)；第二发布装置(22)，用于发布次级数据(12)；第一再现装置(24)，用于再现数字图像数据(11)；第二再现装置(25)，用于再现次级数据(12)；以及输出装置(26)，用于叠加这两种再现的数据。次级数据(12)是利用标记语言来准备的以使再现起点和再现终点对应于用于指定数字图像数据(11)的一个图像的图像帧特定码，并且可从具有不同IP地址的一个不同的服务器发布的次级数据(12)被与数字图像数据(11)的再现相同步地再现。

摘要： 描述一种用于图像处理装置的处理单元，该处理单元实现缩减在扫描图像上的背景噪声或者扰动。处理单元被布置成将图像增强方法仅应用于扫描图像的亮度图像数据并且合并获得的已修改亮度图像数据与根据色度图像数据获得的附加亮度图像数据以便恢复背景上的可能已被图像增强方法去除的浅阴影。

摘要： 通过进行适应于数字图像编码时图像数据有无更新的图像数据转送得到消耗功率低的数字图像输出装置。数字图像输出装置包括解码编码的数字图像数据并输出图像数据更新信息V2的数字图像解码装置1a、根据图像数据更新信息V2指定编码时图像数据更新的部分并输出该指定结果VCT的图像数据转送区域控制部分7、根据图像数据转送区域控制部分7的输出信号VCT从数字图像解码装置1a向LCD用存储器4转送数字图像数据VlA的图像数据转送部分2a和存储数字图像数据VlA的LCD用存储器4。