Expansão da faixa de profundidade da correlação digital de imagem baseada na remoção do desfoque speckle

HUANG Haisheng ,  

NI Zihao ,  

BAI Yulei ,  

DONG Bo ,  

摘要

Na medição de vibrações por meio da técnica de correlação digital de imagem bidimensional (2D-DIC), a faixa limitada de profundidade provoca problemas de desfoque da imagem speckle quando o deslocamento fora do plano é muito grande. Para expandir essa faixa de profundidade, este artigo propõe um método de desfoque de speckle fora de foco fusionando filtragem de Wiener e suavização local adaptativa. O método analisa inicialmente o mecanismo de geração do desfoque fora de foco em imagens speckle e utiliza a filtragem de Wiener para restaurar a imagem borrada original. Em seguida, introduz uma estratégia de suavização local adaptativa para suprimir o efeito de anel produzido pela desconvolução do filtro de Wiener. Por fim, para verificar a eficácia do método proposto, foram realizados experimentos de desfoque de speckle, medição de deslocamento fora do plano e medição de vibração. No experimento de desfoque fora de foco, as imagens speckle obtiveram um gradiente médio de intensidade mais alto e um tamanho otimizado de subconjunto menor, indicando que o novo método pode efetivamente melhorar o contraste speckle e obter imagens restauradas de alta qualidade; no experimento de reconstrução de deslocamento fora do plano, o alcance máximo de medição dinâmica aumentou 9%, e a dispersão dos valores de medição de deslocamento fora do plano em relação aos valores reais diminuiu 8,8%, expandindo efetivamente a faixa de profundidade do 2D-DIC; na medição real de vibração, o método aumentou a relação sinal-ruído da vibração periódica em 5,5% e reduziu o erro médio em 2,4%, melhorando efetivamente a precisão da medição do 2D-DIC. O método proposto expande significativamente a capacidade tradicional de medição na direção da profundidade do 2D-DIC e fornece suporte técnico confiável para monitoramento vibracional de campo total em cenários dinâmicos complexos.

关键词

remoção do desfoque speckle;expansão da faixa de profundidade;técnica de correlação digital de imagem;deslocamento fora do plano;filtragem de Wiener

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