스펙클 흐림 제거 기반 디지털 이미지 상관계수 깊이 측정 범위 확장

HUANG Haisheng ,  

NI Zihao ,  

BAI Yulei ,  

DONG Bo ,  

摘要

2차원 디지털 이미지 상관계수(2D-DIC)를 이용한 진동 측정에서 제한된 깊이 측정 범위는 스펙클이 평면에서 멀어질 때 큰 변위로 인해 스펙클 영상의 흐림 문제를 야기합니다. 깊이 측정 범위 확장을 위해, 본 논문에서는 위너 필터링과 적응형 국소 평활화를 융합한 디포커스 스펙클 흐림 제거 방법을 제안합니다. 이 방법은 먼저 스펙클 영상에서 디포커스 흐림 발생 메커니즘을 분석하고, 위너 필터를 이용해 원본 흐림 영상을 복원합니다. 이어서 위너 필터 역컨볼루션으로 인한 링잉 효과를 적응형 국소 평활화 전략을 도입하여 억제합니다. 마지막으로, 제안한 방법의 유효성을 검증하기 위해 디포커스 스펙클 흐림 제거 실험, 평면 이탈 변위 측정 실험, 진동 측정 실험을 실시하였습니다. 디포커스 흐림 제거 실험에서 스펙클 영상은 더 높은 평균 강도 구배와 더 작은 최적 하위 집합 크기를 얻어 본 방법이 스펙클 대비를 효과적으로 향상시키고 고품질 복원 영상을 얻음을 보여줍니다; 평면 이탈 변위 재구성 실험에서는 최대 동적 측정 범위가 9% 향상되고 평면 이탈 변위 측정 값의 실제 값 대비 분산이 8.8% 감소하여 2D-DIC의 깊이 측정 범위를 효과적으로 확장하였습니다; 실제 진동 측정에서는 본 방법이 주기 진동 신호대잡음비를 5.5% 향상시키고 평균 오차를 2.4% 감소시켜 2D-DIC의 측정 정밀도를 효과적으로 높였습니다. 제안한 방법은 전통적인 2D-DIC의 깊이 방향 측정 능력을 크게 확장하였으며 복잡한 동적 환경에서 전장 진동 모니터링에 신뢰할 수 있는 기술적 지원을 제공합니다.

关键词

스펙클 흐림 제거;깊이 측정 범위 확장;디지털 이미지 상관계수 기술;평면 이탈 변위;위너 필터링

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