数字体图像相关方法的亚体素算法性能研究

作者：代延辉; 许蔚^*; 李坤

来源：现代电子技术, 2022, 45(07): 23-28.

DOI：10.16652/j.issn.1004-373x.2022.07.005

• 数字体图像相关方法
• 亚体素位移测量
• 测量精度
• IC-GN算法
• FA-NR算法
• 拟合算法
• 计算效率
• 稳定性

高性能的亚体素位移测量算法是提高数字体图像相关方法测量精度的关键因素之一，选取最佳算法具有十分重要的指导意义，文中总结三种最为常见的亚体素位移测量算法，即拟合算法、前向累加牛顿-拉弗森（FA-NR）算法以及三维反向高斯-牛顿（IC-GN）算法，通过计算机模拟散斑体图像平移实验和椎骨零应变实验，对比不同算法的测量精度和计算效率。平移实验结果表明：IC-GN算法的测量精度最优，最大误差为0.006 0 voxel，而拟合算法精度最低且稳定性较差，然而其优势是计算效率快，其计算效率是IC-GN算法的6.41倍，更是高于FA-NR算法的20倍之多。零应变实验结果表明，IC-GN算法和FA-NR算法在原位扫描时测量精度及稳定性均同样优于拟合算法。综合两组实验结果表明，IC-GN算法为最佳亚体素位移测量算法。

• 单位
  建筑工程学院; 昆明理工大学