数字图像相关方法综合误差的理论及仿真分析

摘要

数字图像相关(DIC)方法是一种广泛使用的实验变形测量技术．进一步提高测量精度是当前DIC技术研究的重要方向，建立综合考虑多种误差源的误差理论模型对于研究DIC方法中各种误差的比重和相互耦合关系至关重要．本文提出了一种基于频域分析的DIC方法综合误差理论模型，该模型从系统论的角度出发，将插值和噪声视为两个系统，给出了插值和噪声的传递函数与DIC误差之间的定量关系．为了方便计算，本文给出了该模型中各种参数的简便计算方法．本文提出的误差模型可以预测DIC方法中各种误差源，包括由亚像素插值引起的系统误差、由图像灰度噪声引起的随机误差，以及它们之间的耦合效果．为了验证上述理论模型的正确性，本文进行了数值实验测试，实验结果与理论预测结果吻合良好．理论和数值实验结果表明：各种参数下，散斑半径越小，系统误差越大；噪声水平越高，随机误差越大；并且，噪声水平的提高也会使耦合误差增大．

关键词

数字图像相关 / 频域分析 / 误差理论 / 综合误差