数字散斑亚像素小角位移测量的曲面拟合法

与传统测量方法相比,数字散斑相关法由于其目标特征单元网格划分的灵活性,能够更好地满足不同场合小角位移的测量需求。针对该方法亚像素小角位移测量的曲面拟合参数选择问题,研究了亚像素测量图像小角旋转前后的九点二次曲面拟合法,并根据计算机生成模拟散斑进行模拟实验分析,得到最佳误差效率优化条件下的曲面拟合法求解亚像素小角位移的最佳散斑尺寸3.5 pixel、计算窗口尺寸41×41 pixel和拟合窗口尺寸3×3 pixel。实验验证了上述测量参数的有效性,为进一步的曲面拟合法数字散斑成像角位移测量提供参考。     

预测搜索算法在图像相关中的应用

数字散斑相关方法在亚像素测量过程中运算量大,在对实时性要求较高的系统中该方法的应用受到了限制。提出了一种原理简单、搜索速度快、精度高的预测搜索算法,介绍了预测搜索算法的原理,并给出预测位移的公式。通过实验验证了对算法的精度、效率和鲁棒性,说明对数字散斑相关方法进行优化后,既不损失亚像素位移的计算精度又提高了图像处理的效率。     

数字剪切散斑干涉术中的刚体位移补偿的新方法

给出一个数字剪切散斑干涉术中的刚体位移补偿的新方法，当刚体位移大于一个像素时，加载前后的散斑图将会由于位置的变化导致失相关，重新安排每一个像素将会克服此失相关，散斑平均、条纹重构以及迭代方法用来改善条纹质量，消除散斑噪声，最后得到可取结果。     

数字剪切散班干涉术中的刚体位移补偿的新方法

给出一个数字剪切散斑干涉术中的刚体位移补偿的新方法。当刚体位移大于一个像素时，加载前后的散斑图将会由于位置的变化导致失相关。重新安排每一个像素将会克服此失相关。散斑平均、条纹重构以及迭代方法用来改善条纹质量，消除散斑噪声，最后得到可取结果。     

基于数字散斑照相术测量刚体面内位移

数字散斑照相术通常测量刚体的面内位移。从基本原理着手,研究了基于散斑照相术的两种常用方法,即数字图像相关法和傅里叶变换法。论述了数字图像相关法中的亚像素梯度算法,讨论了如何选择子区的大小,优化测量结果;傅里叶变换法通过对散斑图进行傅里叶变换和数学形态学等一系列操作,获得精确的条纹间距,从而更好地计算面内位移。实验结果表明,傅里叶变换法的测量精度要高于数字图像相关法。     

两种插值亚像素定位法在数字散斑测量中的应用

利用数字散斑相关测量法只能得到试件的整像素位移量,不能满足高精度的测量要求。探讨了两种插值法在数字散斑亚像素级测量中的应用,并对相关系数多项式插值法和对数插值法的测量结果进行了比较,为在不同亚像素级位移条件下选择较为恰当的测量方法提供了依据。     

数字图像散斑相关技术的蚁群优化方法

基于蚁群优化方法提出新的数字图像散斑相关算法。该方法模仿了真实蚂蚁从其巢到食物找到最短路径的方式,通过对蚁群优化方法改进,减少迭代次数并改善解的质量。将新的数字图像散斑相关算法应用到计算机模拟的散斑图像和实验获得的散斑图像中,并与广泛使用的Newton-Raphson算法进行了比较。实验结果展示了新算法的精度、可行性和有效性。当数量级为0.01像素,误差离散均方根小于0.002像素。     

研究子窗口对数字散斑相关计算影响的新方法

子窗口尺寸选择是数字散斑相关计算中的一个重要问题,对计算结果的精确度有重要的影响,研究了子窗口内各像素对计算结果的影响,并提出了一种新的方法用于处理该问题。该方法不再像传统数字散斑相关方法中那样平等对待所有的像素,而是根据它们从目标图像中识别出子窗口的能力分别处理,各像素的权系数由分布函数根据它们与参考图像子窗口中心的距离计算得到。与传统的选择子窗口尺寸的方法相比,该方法不仅具有根据不同测试条件选择合适数量的像素包含进子窗口的功能,而且缓解了子窗口边缘像素对计算结果的影响,提高了相关计算的精度。     

数字散斑相关方法及应用进展

数字散斑相关方法（DSCM）是一种可以测量变形和应变的光学非接触测量方法,其通过对变形前后物体表面的图像进行灰度信息相关计算来获取被测物的力学性能。本文叙述了数字散斑相关方法近年来在国内外的发展动态和应用现状,详细论述了基于自适应遗传算法、智能神经网络方法、小波变换法的一系列新型相关搜索方法。文章指出,近年来,数字散斑相关技术已发展到相对成熟,目前的研究重点是提高测试精度和图像处理速度,而提高散斑图像质量和研究高效的算法是需要努力的方向。     

基于卷积神经网络的散斑图像位移场测量方法

提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的数字散斑图像位移场测量方法.采用给定多种变形模式的精确位移场系列数字散斑图像构建数据集,提出了一种数字散斑图像位移场识别CNN模型.模拟散斑图像的验证实验表明,所提方法对随机变形、轴向均匀变形、剪切变形等模式具有良好的计算效率和测试精度.硅胶单轴拉伸验证实验表明,所提方法也可以精确测试真实实验散斑图像位移场并具有较高的计算效率.所提深度CNN能够高效、精确地测试数字散斑图像位移场,在材料变形测试中具有良好的应用前景.     

The study of fractal correlation method in the displacement measurement and its application

The classical digital speckle, or digital image, correlation method of deformation measurement is based on gray level correlation between unformed and deformed digital images. The pattern of artificial random speckles and the natural textures on some object's surfaces have fractal characteristics, and their fractal dimensions represent both gray and morph information. Furthermore, the fractal dimensions are stable feature parameters of the patterns. The digitized images of the patterns are confirmed to be also fractals. By this fact, a new method of displacement measurement is developed in the paper, based on the fractal dimensions correlation. The in-plane displacement fields of a body can be acquired. In order to verify the validity of the new method, an experiment has been designed and the results have been compared with those obtained from the classical digital image correlation method. The validity of the new method is not less than that of classical method. Further discussions about the traits and the developing vista of the method are given at the end.     

周期受击陀螺系统波函数的分形

研究了周期受击陀螺系统波函数的分形. 发现在打击强度系数较弱时 (即≤ 1时), 相空间是规则的, 分形维接近于1; 随着打击强度系数的增大, 相空间开始变得混沌, 分形维也随之增大; 当打击强度系数达到6时, 相空间完全混沌, 分形维将达到最大值, 此时若继续增大打击强度系数, 分形维保持基本不变. 关键词： 陀螺 波函数 分形维 相空间     

The fractal measurement of experimental images of supersonic turbulent mixing layer

Flow visualization of supersonic mixing layer has been studied based on the high spatiotemporal resolution Nano-based Planar Laser Scattering(NPLS) method in SML-1 wind tunnel. The corresponding images distinctly reproduced the flow structure of laminar,transitional and turbulent region,with which the fractal measurement can be implemented. Two methods of measuring fractal dimension were introduced and compared. The fractal dimension of the transitional region and the fully developing turbulence region of supersonic mixing layer were measured based on the box-counting method. In the transitional region,the fractal dimension will increase with turbulent intensity. In the fully developing turbulent region,the fractal dimension will not vary apparently for different flow structures,which em-bodies the self-similarity of supersonic turbulence.     

基于分维特征和反向传播神经网络的自然纹理识别

提出一种利用分维特征, 即自然纹理的自相似性进行纹理识别的研究。利用原始图像、高灰度图像、低灰度图像、四个方向（０°, ４５°, ９０°, １３５°）的梯度图像及二阶多分维共八个分维数作为特征值; 分维的计算采用改进的盒子计数法（ＭＢＣＭ）; 最后利用反向传播（ＢＰ）神经网络进行纹理的分类识别。实验结果与其它技术进行了比较, 并提出利用维纳滤波进一步改进分类性能。     

一种基于超复数系的数字全息图像生成方法

提出了一种基于超复数系的数字全息图像生成方法，通过定义超复数系，由此构成n维向量空间，然后采用分形迭代方法在n维向量空间中选择不同截面来绘制分形图像，因而能够在高维空间生成分形数字图像序列，并能够制作出具有动态效果和美感的激光全息图。由于分形数字全息图像生成具有较好的参数可控制性和不可逆转性，全盛的防伪标专难以仿制，在激光全息防伪领域有着良好的应用前景。     

Automated Digital Image Based Measurement of Boundary Fractal Dimension for Complex Nanoparticles

There is a growing realization that complex nanoparticles produced by combustion reaction, precipitation, and spray technology using supercritical fluids, are fractally structured. The boundary fractal dimension is linked to the flow, packing and consolidation dynamics of nanopowders. It also contains information on the formation dynamics of the nanoparticles produced by various methods. Extraction of the fractal dimension information embodied in the nanoparticle's fractal structure is hampered by the lack of automated characterization algorithms for processing images of particles. This paper describes an efficient algorithm for analyzing digitized images of fractally structured nanoparticles and presents a computer program that automates the procedure using digital image processing techniques. The program functionality is demonstrated and discussed using digital images of typical pigment, ceramic and pharmaceutical powders.     

火灾烟雾颗粒凝并分形特性研究

火灾烟雾颗粒因布朗运动由初期的主粒子凝并形成大颗粒的凝团结构，其外形呈现出分形特征，根据分形理论对火灾烟雾颗粒凝团结构进行分析研究，采用场发射扫描电镜对多种材料的烟雾颗粒图像进行测试，通过对烟雾凝团图像进行处理，获得了火灾探测中常见的多种材料的分形维数和分形系数，给出了烟雾颗粒的主粒子粒径，并对其影响因素进行了对比分析，为火灾烟雾探测中颗粒凝并分形特性研究提供有益的探索. 关键词： 火灾 烟雾 颗粒 凝并 分形     

An Extended Correlation Dimension of Complex Networks

Fractal and self-similarity are important characteristics of complex networks. The correlation dimension is one of the measures implemented to characterize the fractal nature of unweighted structures, but it has not been extended to weighted networks. In this paper, the correlation dimension is extended to the weighted networks. The proposed method uses edge-weights accumulation to obtain scale distances. It can be used not only for weighted networks but also for unweighted networks. We selected six weighted networks, including two synthetic fractal networks and four real-world networks, to validate it. The results show that the proposed method was effective for the fractal scaling analysis of weighted complex networks. Meanwhile, this method was used to analyze the fractal properties of the Newman–Watts (NW) unweighted small-world networks. Compared with other fractal dimensions, the correlation dimension is more suitable for the quantitative analysis of small-world effects.     

纹理高阶分形特征在海面舰船目标检测中的应用

针对复杂海面环境下的舰船目标检测，分析了高阶分形特征缝隙在纹理分类中的应用，提出了一种基于分形维与缝隙的目标检测新方法，并利用该方法对海面舰船目标进行了检测。实验结果表明利用纹理分形维与缝隙特征进行海面舰船目标检测，可以取得较单一分形维检测更高的准确率。     

基于区域分维和非采样Contourlet变换的图像融合算法

针对源图像有用信息的提取,提出了基于区域分维和非下采样Contourlet变换相结合的红外与可见光图像融合算法.将图像的区域属性、区域大小、边缘强度以及纹理显著程度等特点用图像不同尺度上的区域分维进行描述,对于非下采样Contourlet变换低频系数,根据源图像不同尺度上的区域分维进行基于系数选择的融合.针对带通子带系数设计了系数局部匹配度算子,依据匹配度不同采用加权和系数选取相结合的融合规则.与其他常规融合方法进行比较,该算法可有效实现红外与可见光图像的融合.