面内微位移测量的散斑相位涡旋相关方法研究
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李新忠(1979-),男,山东邹平人,副教授,博士,主要从事 光电信息及其图像处理方面的研究.

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国家自然科学基金(61205086)资助项目 (1.河南科技大学 物理工程学院,河南 洛阳 471023; 2.国家知识产权局专利局审查协作北京中心光电部,北京 100085; 3.河南科技大学 化工与制药学院, 河南 洛阳 471023; 4.新加坡南洋理工大学数学物理学院,新加坡 637371)


Micro in-plane displacement measurement using digital speckle correlation method based on phase vortices
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    摘要:

    提出了用散斑相位涡旋相关方法测量面内微位移。 首先利用拉盖尔-高斯变换, 将光强灰度图的实值信号I(x,y)变为复光强信号(x,y),获得涡 旋分布矩阵;然后,以涡旋 核结构参数的偏心率e作为特征因子进行相关运算;最终实现面内微位移的测量。在相同计 算机配置下,对毛玻璃的面内位移进行了测量,结果显示,散斑相位涡旋相关法的平均计算 时间为35.4ms,传统数字散斑相关法(DSCM)的平均计 算时间为376.7ms,而两者的相对误差均小于5%,这与数值模拟结果 相符。实验结果与数值 模拟结果表明,散斑相位涡旋相关方法可准确测量面内微位移,与传统DSCM相比,在保持相 同测量精度的前提下,计算效率至少提高了1个数量级。

    Abstract:

    Micro in-plane displacement measureme nt using digital speckle correlation method (DSCM) based on phase vortices is proposed in this paper.First we get a matrix o f vortices distribution through Laguerre-Gauss transform,which turns real-valued signals I (x,y) of the intensity gray image into complex intensity signals (x,y).T hen we take eccentricity of the core structure parameter as characteristic factor to make correlation operation.Finally,the mic ro in-plane displacement can be measured.Under the same computer configuration,the in-plane displacement of the roughness glass was measured.The average calculating time o f this proposed method was 35.4ms,however,the average calculating time of the t raditional DSCM was up to 376.7ms.Experimental results are well agreed with the numerical simulation results.Results show that the speckle phase vortices correlation method can exactly measure micro in-plane displacement.Compared wi th the traditional DSCM,the calculation time increases at least one order of magnitude in keeping equivalent measuring accuracy.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

吕芳捷,金伟华,李新忠,李慧娟,台玉萍,聂兆刚,张利平.面内微位移测量的散斑相位涡旋相关方法研究[J].光电子激光,2013,(11):2180~2185

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  • 收稿日期:2013-01-02
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