[發明專利]一種兩步三維傅里葉變換測量物體內部三維變形場的方法

有效

• 申請號: 201310426262.X
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103591904A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 毛靈濤;姜復本
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京);毛靈濤
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種利用兩步三維傅里葉變換測量物體內部三維變形的方法，其特征是：利用計算機層析技術，核磁共振成像技術或激光掃描共焦顯微鏡等方法獲取具有散斑結構特征物體在變形前后的三維立體圖像，將物體變形前后的三維立體圖像分割成一系列子體塊，相對應的子體塊構成“斑對”，分別進行第一步三維傅里葉變換，在頻譜域中進行數值干涉，對所得合成光譜進行第二次三維傅里葉變換，得到該子體塊的位移矢量，對所有相對應的子體塊進行上述兩步三維傅里葉變換，就可以求出物體內各子體塊的位移矢量。根據應變與變形的關系方程，可以獲得物體內部應變場。?

2.根據權利要求1所述的一種兩步三維傅里葉變換測量物體內部三維變形場的方法，該物體可以是透明的或是非透明的，但其內部應具有天然或人為制作的結構作為散斑結構。?

3.根據權利要求1所述的一種兩步三維傅里葉變換測量物體內部三維變形場的方法，物體的三維立體圖像可以由微焦點計算機層析(Micro?focus?computer?tomography,Micro-CT)，微核磁共振成像(Micro?nuclear?magnetic?resonance?imaging，Micro-MRI)或激光掃描共焦顯微鏡(Laser?Scanning?Confocal?Microscope，LSCM)或其他可以獲取反映物體內部結構的三維圖像的方法獲取。?

4.根據權利要求1所述的一種兩步三維傅里葉變換測量物體內部三維變形場的方法，在將參考體圖像與變形體圖像進行分割時，子塊體的尺寸可以是4×4×4體素，8×8×8體素，16×16×16體素，32×32×32體素，64×64×64體素……，根據物體內部散斑結構的大小，適當選取子塊體的大小，但每個子塊體中散斑結構的數量應大于9。在將參考體圖像與變形體圖像進行分割時，相鄰子體塊之間可以有二分之一子塊體尺寸的重疊，提高計算的準確性。?

5.根據權利要求1所述的一種兩步三維傅里葉變換測量物體內部三維變形場的方法，參考體圖像與變形體圖像分割后相對應的子體塊構成“斑對”，分別進行第一步三維傅里葉變換。?

令h₁(x，y，z)和h₂(x，y，z)分別表示變形前參考子體塊及其變形后相應變形子體塊，h₁(x，y，z)與h₂(x，y，z)具有如下關系：?

h₂(x，y，z)=h₁[x-u(x，y，z)，y-v(x，y，z)，z-w(x，y，z)]?

式中，u，v，w分別為參考子塊體在x，y，z三個方向上的位移，?

將變形前后的子塊體進行第一步三維傅里葉變換，有：?

式中表示傅里葉變換，H₁，H₂分別為h₁和h₂的傅里葉函數，f_x、f_y、f_z分別是第一步傅里葉變換后頻譜空間的坐標。?

6.根據權利要求1所述的一種兩步三維傅里葉變換測量物體內部三維變形場的方法，在頻譜域中，對兩個三維散斑體頻譜H₁和H₂進行數值干涉，得到合成光譜如下：?

式中*表示共軛，Φ₁(f_x，f_y，f_z)和Φ₂(f_x，f_y，f_z)分別為H₁(f_x，f_y，f_z)和H₂(f_x，f_y，f_z)的相位角，由相位差與光?

程差之間的關系可得：?

φ₁(f_x，f_y，f_z)-φ₂(f_x，f_y，f_z)=2π(uf_x+vf_y+wf_z)。?