[發明專利]一種獲取物體變形量的數字圖像分析方法

有效

• 申請號: 201410448654.0
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN104200474B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 何玉明;葛慧
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 曹葆青

1.一種獲取物體變形量的數字圖像分析方法，用于獲取物體由于自身變形造成的位移量，表面位移量即為物體由于變形或者移動造成的表面質點間的相對移動距離，其特征在于，包含以下步驟：

S1：利用拍照設備在同一位置拍攝同一物體變形前后的兩幅圖像；

S2：在所述兩幅圖像中同一物體相同部分的區域內分別隨機選取一個分析區域，該兩個分析區域的形狀和包含的像素數量均相同，并且該兩個區域在圖像中像素的起始坐標和像素的終點坐標也分別相同；

S3：分別對所述步驟S2中兩個區域內的所述像素點的灰度值進行快速傅里葉變換，分別得到表示物體變形前的第一變換結果和表示物體變形后的第二變換結果，所述第二變換結果為第一變換結果與表面位移量的函數，將第二變換結果乘以一個角度變量，進一步得到第三變換結果，將所述第一變換結果和所述第三變換結果相加，以得到換算結果，所述換算結果為矩陣，對該矩陣進行共軛相乘處理，得到關于變形前圖像的所述分析區域內像素點的灰度值、表面位移量以及所述角度變量的函數；

S4：分別計算所述角度變量取第一定值時得到的第一函數、角度變量取第二定值時得到的第二函數、角度變量取第三定值時得到的第三函數以及角度變量取第四定值時得到的第四函數；

S5：對所述步驟S4中的第一函數，第二函數，第三函數以及第四函數進行數學處理，以抵消掉物體變形前圖像的灰度值在頻域中共軛相乘所引起的系數，以得到第五函數；

S6：對所述第五函數進行傅里葉變換，得到包含變形造成的位移量的脈沖函數，計算獲得該脈沖函數中最高脈沖點的位置，該位置的坐標即為物體變形造成的位移量。

2.如權利要求1所述的一種獲取物體變形量的數字圖像分析方法，其特征在于，所述步驟S4中第一定值、第二定值、第三定值以及第四定值分別為0、π/2、π以及3π/2。

3.如權利要求1或2所述的一種獲取物體變形量的方法，其特征在于，所述步驟S5中獲得的第五函數I₅如下所示：

I5(u,v)=I1-I3(I1-I3)2+(I4-I2)2=cos2π(dxuM+dyvN)]]>

其中，I₁、I₂、I₃以及I₄分別為第一函數、第二函數、第三函數以及第四函數，u,v分別是其傅里葉變換后的坐標單位，M,N分別是選取的所述分析區域的x,y方向的像數數量，dx和dy分別為變形造成的x軸,y軸方向的位移量。

4.如權利要求1或2所述的一種獲取物體變形量的方法，其特征在于，所述步驟S6中，所述脈沖函數及其換算過程為：

W(x,y)=1MNΣu=0M-1Σv=0N-1I5(u,v)e-j2π(uxM+vyN)=1MNΣu=0M-1Σv=0N-1cos[2π(udxM+vdyN)]e-j2π(uxM+vyN)=12[δ(x+dx,y+dy)+δ(x-dx,y-dy)]]]>

式中，M、N分別是選取的所述分析區域的x軸,y軸方向的像數數量，x和y分別為由圖像平面位移和像素點的灰度值組成的時空區域內的坐標單位，dx和dy分別變形造成的x軸,y軸方向的表面位移量，u,v分別是傅里葉變換后的坐標單位，j為虛數單位，δ(x)為狄拉克函數，e為自然對數的底數。