基于改进梯度法的数字图像相关亚像素位移求解算法

摘要：

在数字散斑相关法中,传统梯度法搜索的亚像素测量精度已无法满足实际工程中的要求.针对此问题,提出了一种基于插值和梯度的亚像素位移测量混合算法.该算法在已知整像素配准点的基础上,先利用双三次插值法粗匹配出精度为0.2 pixel的亚像素配准点,再通过梯度法匹配得到更高精度的亚像素配准点,避免了梯度法在一阶泰勒公式展开时的舍弃量过大问题,在不提升摄像机分辨率的情况下,有效地提高了测量精度及计算效率.通过仿真实验测试了该算法的性能,并与曲面拟合法、插值法及梯度法进行对比,显示该算法的精度可达0.01 pixel,高于另外三种算法的精度.此外通过刚体平移实验检验该算法在实际应用中的效果,实验结果显示,所提算法的位移精度可达0.001 mm,误差在0～3％之间,计算时间为0.027 s.综上所述,所提出的亚像素位移测量混合算法的精度较高,计算效率也满足工程应用的要求.

关键词：亚像素位移、数字图像、改进梯度法、数字散斑相关法、像素配准点、双三次插值法、粗匹配、曲面拟合法

所属期刊栏目：45

分类号：TN911.73-34;TP391

资助基金：国家自然科学基金61671404

在线出版日期：2022-09-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：29-34