基于数字图像相关应变场的数据处理方法

本申请涉及材料力学参数识别领域，更具体地，涉及一种基于数字图像相关应变场的数据处理方法。

背景技术：

1、在软材料和薄膜材料实验中，可以使用数字图像相关（digital imagecorrelation，dic）方法便捷地获得待测材料的力学应变特性。

2、然而，dic原始应变场中存在散斑失配、边界缺测、局部异常点和低置信度区域等问题，且简单删除小于零的应变或对全场强制插值可能改变真实空间分布。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种基于数字图像相关应变场的数据处理方法，包括：利用数字图像相关方法确定待测软组织的应变场分布图像，其中，上述应变场分布图像的每个像素点上对应有初始应变值；基于每个上述像素点的离群系数，从上述应变场分布图像的多个上述像素点中确定多个离群像素点；基于上述离群像素点对应的多个邻域像素点，利用加权插值方法，确定上述离群像素点的加权应变值；基于上述应变场分布图像和多个上述离群像素点各自对应的多个加权应变值，确定修正后的应变场分布图像；基于上述修正后的应变场分布图像，得到上述待测软组织的力学特性。

2、根据本申请的实施例，上述基于每个上述像素点的离群系数，从上述应变场分布图像的多个上述像素点中确定多个离群像素点，包括：对于上述应变场分布图像的多个上述像素点中的任意一个目标像素点，确定与上述目标像素点对应的多个邻域像素点；基于上述目标像素点对应的初始应变值和多个邻域像素点各自对应的多个初始应变值，利用中位数绝对偏差方法，确定离群系数；在上述离群系数大于预设离群系数阈值的情况下，将上述目标像素点确定为离群像素点。

3、根据本申请的实施例，上述对于多个上述像素点中的任意一个目标像素点，确定与上述目标像素点对应的多个邻域像素点，包括：以上述目标像素点为中心确定第一平面范围；筛选出位于上述第一平面范围内的上述应变场分布图像的像素点，以得到多个平面像素点；从多个上述平面像素点中排除上述目标像素点，以得到多个初始像素点；基于上述初始像素点对应的初始应变值，从多个上述初始像素点中筛选出多个邻域像素点。

4、根据本申请的实施例，上述基于上述目标像素点对应的初始应变值和多个邻域像素点各自对应的多个初始应变值，利用中位数绝对偏差方法，确定离群系数，包括：基于多个邻域像素点各自对应的多个初始应变值的中位数，确定中位应变值；基于上述中位应变值和上述邻域像素点对应的初始应变值，确定中位偏差值；基于多个上述邻域像素点各自对应的多个中位偏差值的中位数，确定中位数绝对偏差值；基于上述目标像素点对应的初始应变值、上述中位应变值和上述中位数绝对偏差值，确定离群系数。

5、根据本申请的实施例，上述基于上述离群像素点对应的多个邻域像素点，利用加权插值方法，确定上述离群像素点的加权应变值，包括：以上述离群像素点为中心确定第一平面范围；基于预设的区域划分规则，将上述第一平面范围划分为多个平面子范围；对于上述离群像素点对应的多个邻域像素点中的任意一个计算像素点，基于上述计算像素点在上述多个平面子范围的分布情况，确定与上述计算像素点对应的插值权重；基于多个上述计算像素点各自对应的插值权重以及多个上述计算像素点各自对应的初始应变值，确定上述离群像素点的加权应变值。

6、根据本申请的实施例，上述方法还包括：利用数字图像相关方法确定在时域上连续的多个应变场分布图像；对于多个上述像素点中的任意一个目标像素点，基于多个上述应变场分布图像确定与上述目标像素点对应的多个初始应变值；基于时间序列平滑度指标确定与上述多个初始应变值对应的时间连续性评分；在上述时间连续性评分小于预设的时间连续性评分阈值的情况下，将上述目标像素点的初始应变值确定为预设异常值。

7、根据本申请的实施例，上述方法还包括：对于多个上述像素点中的任意一个目标像素点，基于零均值归一化互相关算法，确定与上述目标像素点对应的零均值归一化互相关系数；在上述零均值归一化互相关系数小于预设互相关系数阈值的情况下，将上述目标像素点的初始应变值确定为预设异常值。

8、根据本申请的实施例，上述应变场分布图像的轴向伸长比是基于上述应变场分布图像中的参考带的平均位移确定的。

9、根据本申请的实施例，上述基于上述修正后的应变场分布图像，得到上述待测软组织的力学特性，包括：获取与上述应变场分布图像对应的拉伸载荷和上述待测软组织的瞬时截面积；基于上述瞬时截面积和上述拉伸载荷，确定拉伸应力；基于上述拉伸应力和上述修正后的应变场分布图像，确定修正后的应力-应变曲线数据；基于上述修正后的应力-应变曲线数据，得到上述待测软组织的力学特性。

10、根据本申请的实施例，上述瞬时截面积是基于上述待测软组织的厚度确定的，其中，上述待测软组织的厚度是通过激光位移传感器测量得到的。

11、根据本申请的实施例，基于每个像素点的离群系数，从应变场分布图像的多个像素点中确定多个离群像素点，并利用离群像素点对应的多个邻域像素点进行加权插值，确定离群像素点的加权应变值，从而可以基于应变场分布图像和多个离群像素点各自对应的多个加权应变值，确定修正后的应变场分布图像，获得了更接近试样有效变形区真实力学响应的真实应变，提高了数字图像相关应变场测量的精度与抗干扰能力。

1.一种基于数字图像相关应变场的数据处理方法，其特征在于，包括：

2.根据根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于每个所述像素点的离群系数，从所述应变场分布图像的多个所述像素点中确定多个离群像素点，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对于多个所述像素点中的任意一个目标像素点，确定与所述目标像素点对应的多个邻域像素点，包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标像素点对应的初始应变值和多个邻域像素点各自对应的多个初始应变值，利用中位数绝对偏差方法，确定离群系数，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述离群像素点对应的多个邻域像素点，利用加权插值方法，确定所述离群像素点的加权应变值，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述应变场分布图像的轴向伸长比是基于所述应变场分布图像中的参考带的平均位移确定的。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述修正后的应变场分布图像，得到所述待测软组织的力学特性，包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述瞬时截面积是基于所述待测软组织的厚度确定的，其中，所述待测软组织的厚度是通过激光位移传感器测量得到的。