基于时序变形预测的数字图像相关加速方法

作     者：席涛 熊宸 孔繁羽 许峰 缪泓 XI Tao;XIONG Chen;KONG Fan-yu;XU Feng;MIAO Hong

作者机构：中国科学技术大学中科院材料力学行为和设计重点实验室安徽合肥230027 四川农业大学理学院四川雅安625014 

出 版 物：《实验力学》 (Journal of Experimental Mechanics)

年 卷 期：2014年第29卷第6期

页      面：711-718页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080102[工学-固体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划资助项目(2012CB937500) 国家自然科学基金项目(11372182 11472267) 

主　　题：数字图像相关 变形预测 初值搜索 

摘      要：利用数字图像相关求解连续变形物体的位移场和应变场时,会遇到处理速度非常慢的问题,原因是相关算法计算量大且忽略了物体在时间轴上的变形规律。本文提出了一种基于变形预测的数字图像相关方法,该方法利用物体在时间轴上的变形规律,通过已经得到的变形值来预测后面时刻的变形初值。首先分析了物体在时间轴上的变形规律,然后结合实际应用对其进行修正,得到物体下一步变形的初值,最后通过NR方法（Newton-Raphson Method）得到物体的位移场和应变场。通过计算机模拟和金属试件拉伸实验并结合GPU（Graphic Processing Unit）编程验证了该方法的有效性。计算机模拟和金属试件拉伸实验的计算结果表明,该方法能够在计算精度保持不变的情况下,使计算速度提高4-7倍。