数字散斑图跟相关测量系统抗噪声干扰能力关系研究—提高相关测量精度途径之一.pdfVIP

现代力学测试技术 数字散斑图跟相关测量系统抗噪声干扰能力 关系的研究+ 一提高相关测量精度途径之～ 、熬辫雾☆黧融蛰誉、≯黎蠢誊 姜锦虎 王海风 刘诚” (苏}{I大学勃理科学与技木学院．苏=}1}．215006) 提要：奉文从理论l：导}{5了数字敞斑相关测量中，数字敞斑图像的扶度分布函数形式、散斑线度和；}盘斑分布形 式跟系统抗噪声干扰能力的关系，给}D，数字敞斑圈的制备和选耻原则．按文中给出的原则将提高系统抗噪声 干扰能力，从而提高相关测量精度． 关键词：数‘产敞斑，相关，抗噪声干扰能力。 一、 引言 珂诲锈髋嚣懈磅。篱譬篙，。， 数字散斑相关测量方法中亚像素法的提出从理论上讲可倥插值精应达到0．01个像素。由 于灰度噪声的存在，将引入O．02一o．2个像素的误差。文献…对相关测量中的嗡声影响及其抑 制进行了实验研究井阐述了噪声的来源。噪声使相关测量精度降低已成为人们的共识。文献“’ 从理论上研究了噪声对相关测量精度的影响，提出了数字散斑图像相关测量中系统抗噪声干扰 能力的削据。本文从这一判据出发从理论上分别研究了数字敞斑灰度分布函数、散斑颗粒线度 和散斑分布形式对系统抗噪声干扰能力的影响。给出了数字散斑图像的制备和选取原则：(1) 散斑颗粒的衬比要大，二值化的数字图像最为理想：(2)散斑颗粒大小以接近样本函数子区线 度为佳；(3)若选取小敞斑颞粒，以子区中古有多个散斑颗睾立为好。按此原则将提商系统的抗 噪卢于扰能力， 从而提高相关测量精度。 二、系统抗噪声干扰能力的判据 文献…从相关原理出发，讨论了自相关函数变化率的特点和灰度噪声对自相关函数变化率 的影响，从而在理论上得到了数字散斑相关测量系统抗噪声干扰能力强弱的判据。该判据为样 本图像I，(x，)的自相关系数Co(■)变化率 +国家自然科学基金资助硬目 一馀州师范太学物理系 咏¨2≮鬻 ㈨ 吲¨2甏蒜辫㈣ 三、 散斑灰度分布函数形式跟系统抗噪声干扰能力的关系 图l为三个底宽相等(均为2a)的矩形函数、抛物线函数和三角函数 ，11(x．)2recr(x．，2口) (3) ，j2(xJ)=1～(x。／口)2 (4) ，13(x，)=人(』．／2口) (5) 3灰度分布圈，圈2为根据这三个函数计算得到的臼相关函数c0(xt)圈。由该圈可见 1 O9 O8 O-7 圈】 脑2 ：xI：O附近，有如下关系： 俐俐俐 (7)