干像素的图像子集，根据最终子区四角坐标在原始状态 图案中的对应坐标来划分，所述原始状态图案中原始子区内像素中屯、点为原始状态图案原 始子区内每个像素的中屯、点，原始状态图案位于坐标系中，单位为像素，即可获取原始状态 图案中原始子区内像素中屯、点的坐标； 步骤4、根据最终状态图案中规则分布点的位移场和应变场，确定最终状态图案中最终 子区内像素中屯、点在k阶段状态图案中的对应坐标或者原始状态图案中原始子区内像素中 屯、点在k阶段状态图案中的对应坐标，复原k阶段状态图案，所述k阶段状态图案为变形数字 图案从原始状态变换到最终状态过程中所经历的中间阶段，变形数字图案从原始状态变换 到最终状态划分为m阶段，k=l~m。2. 根据权利要求1所述的一种变形数字图案的复原方法，其特征在于:所述步骤1具体 步骤如下： 步骤1.1、将最终状态图案和原始状态图案的中屯、点建立在同一坐标系中，所述原始状 态图案的中屯、点任意设置，并保证原始状态图案与最终状态图案不重合； 步骤1.2、利用最终状态图案的标记，确定最终状态图案的最终标志线，在每条最终标 志线上设置若干个最终标志点，并确定任一最终标志点的坐标； 步骤1.3、根据最终标志线的变形前状态确定原始状态图案中原始标志线，最终标志线 与原始标志线一一对应，在原始标志线上设置若干个原始标志点，最终标志点与原始标志 点 对应，确定任一原始标志点的坐标。3. 根据权利要求1所述的一种变形数字图案的复原方法，其特征在于:所述步骤2具体 步骤如下： 步骤2.1、在最终状态图案中设置规则分布点，根据最终标志点坐标和与该最终标志点 对应的原始标志点的坐标，确定两点之间的位移； 步骤2.2、利用二维插值方法和最终标志点与对应的原始标志点的位移，计算最终状态 图案中规则分布点的位移场； 步骤2.3、利用差分公式和规则分布点的位移场计算最终状态图案中规则分布点的应 变场。4. 根据权利要求1所述的一种变形数字图案的复原方法，其特征在于:所述步骤3具体 步骤如下： 步骤3.1、在最终状态图案中W规则分布点为最终子区中屯、点划分最终子区； 步骤3.2、根据最终子区中屯、点的位移场、应变场和最终状态图案中最终子区中屯、点指 向最终子区内任一点的向量在坐标轴上的投影，计算最终状态图案中最终子区内像素中屯、 点在原始状态图案中的对应坐标； 步骤3.3、若最终状态图案中最终子区内像素中屯、点在原始状态图案的对应坐标为原 始状态图案中原始子区内像素中屯、点，则将最终状态图案中最终子区内像素中屯、点的灰度 值赋值给原始状态图案中相应的像素，否则进行二维插值，获得原始状态图案中像素的灰 度值； 步骤3.4、对最终状态图案中最终子区内像素依次重复步骤3.2、3.3,复原最终状态图 案中最终子区内像素的灰度值； 步骤3.5、对最终状态图案中不同最终子区内像素依次重复步骤3.4,完成原始状态图 案复原。5. 根据权利要求1所述一种变形数字图案的复原方法，其特征在于:所述步骤3还可W 采用W下方法:首先计算最终状态图案中最终子区4个角点在原始状态图案中的坐标W划 分原始子区；其次利用最终状态图案中最终子区中屯、点的位移场、应变场和原始状态图案 中原始子区中屯、点指向原始子区内任一点的向量在坐标轴上的投影计算原始子区内各像 素在最终状态图案中的对应坐标，若原始状态图案中原始子区内像素中屯、点在最终状态图 案中的对应坐标为最终状态图案中最终子区内像素中屯、点坐标，则将最终状态图案中最终 子区内像素中屯、点的灰度值赋值给原始状态图案中的像素，否则进行二维插值，获得最终 状态图案中对应坐标处的灰度值，并将该处灰度值赋值给原始状态图案中的像素，所述原 始子区中屯、点由原始子区四角坐标取平均值确定。6. 根据权利要求1所述一种变形数字图案的复原方法，其特征在于:所述步骤4具体步 骤如下： 步骤4.1、利用最终状态图案中规则分布点的位移场、应变场和最终状态图案中最终子 区中屯、点指向最终子区内任一点的向量在坐标轴上的投影，计算最终状态图案中最终子区 内像素中屯、点在k阶段状态图案中相对应的坐标；式中，Q"(x"，y")为k阶段状态图案中k阶段子区内任一点的坐标，，/)为Q"(x", y")在最终状态图案中最终子区内的坐标，11。，^、乂(1，如分别为第1行第^'列最终子区中屯、 点在水平及垂直方向上的位移，、A/分别为最终状态图案中最终子区中屯、点p/ (X%， /〇)指向最终子区内任一点皆，/)的向量在坐标轴上的投影，各种偏导数描述了最终 子区内规则分布点的应变，所述k阶段子区为k阶段状态图案中包含若干像素的图像子集， 根据最终子区四角坐标在k阶段状态图案中的对应坐标来划分； 步骤4.2、若最终状态图案中最终子区内像素中屯、点在k阶段状态图案相对应的坐标为 k阶段状态图案中k阶段子区内像素中屯、点，则将最终状态图案中最终子区内像素中屯、点的 灰度值赋给k阶段状态图案中的像素，否则进行二维插值，获得k阶段状态图案中像素的灰 度值，所述k阶段状态图案中k阶段子区内像素中屯、点为k阶段状态图案中k阶段子区内每个 像素的中屯、点，将k阶段状态图案置于坐标系中，单位为像素，即可获取k阶段状态图案中k 阶段子区内像素中屯、点的坐标； 步骤4.3、对最终状态图案中最终子区内像素重复步骤4.1、4.2,复原k阶段状态图案中 k阶段子区内像素的灰度值； 步骤4.4、对最终状态图案中不同最终子区内像素重复步骤4.3,完成复原k阶段状态图 案。7.根据权利要求1所述一种变形数字图案的复原方法，其特征在于:所述步骤4还可W 采用W下方法:利用最终状态图案中规则分布点的位移场、应变场和原始状态图案中原始 子区中屯、点指向原始子区内任一点的向量在坐标轴上的投影，计算原始状态图案中原始子 区内像素中屯、点在k阶段状态图案中相对应的坐标，式中，Q(x，y)为原始状态图案原始子区内任一点的坐标，Q"(x"，y")为Q(x，y)在k阶段 状态图案中k阶段子区内的坐标，Ax、Ay分别为原始状态图案中原始子区中屯、点P(xo，yo) 指向原始子区内任一点Q(x，y)的向量在坐标轴上的投影； 若k阶段状态图案中k阶段子区内像素中屯、点坐标对应的原始状态图案坐标为原始状 态图案中原始子区内像素中屯、点坐标，则将原始状态图案中原始子区内像素中屯、点灰度值 赋值给k阶段状态图案中的像素，否则进行二维插值，获得k阶段状态图案中像素的灰度值。
【专利摘要】一种变形数字图案的复原方法，首先确定最终状态图案的最终标志线和最终标志点、原始状态图案的原始标志线和原始标志点；其次在最终状态图案中设置规则分布点，根据最终标志点和原始标志点，获得最终状态图案规则分布点的位移场和应变场；再次确定最终状态图案中最终子区内像素中心点在原始状态图案中对应坐标或者原始状态图案中原始子区内像素中心点在最终状态图案中的对应坐标，复原原始状态图案；最后确定最终状态图案中最终子区内像素中心点在k阶段状态图案中的对应坐标或者原始状态图案中原始子区内像素中心点在k阶段状态图案中的对应坐标，复原k阶段状态图案。该方法复原变形数字图案的精度高，效率高，不受载荷类型的限制。
【IPC分类】G06T5/00
【公开号】CN105654444
【申请号】
【发明人】王学滨, 马冰, 齐大雷, 白雪元, 杜亚志, 冯威武, 侯文腾, 王春伟
【申请人】辽宁工程技术大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月27日