izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"izmertech-1016Research ArticleОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯOPTICOPHYSICAL MEASUREMENTSАлгоритм компенсации влияния деформаций при использовании теневого фонового методаПоройковА. Ю.poroykovay@gmail.comЕвтихиеваО. А.noemail@neicon.ruПавловИ. Н.noemail@neicon.ruНациональный исследовательский университет «МЭИ»Russian Federation2017070220230103741Copyright © Поройков А.Ю., Евтихиева О.А., Павлов И.Н., 20232023Поройков А.Ю., Евтихиева О.А., Павлов И.Н.Поройков А.Ю., Евтихиева О.А., Павлов И.Н.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.izmt.ru/jour/article/view/1016

Разработан алгоритм компенсации искажений изображений под действием деформации поверхности фонового экрана при использовании теневого фонового метода. Подтверждена работоспособность алгоритма. Экспериментально определён оптимальный маркер для поиска на изображении. Рассмотрены возможности алгоритма по компенсации сдвига и поворота поверхности фонового экрана со средним квадратическим отклонением не более 0,43 пиксела, определяемым кросскорреляционной обработкой.

The algorithm for compensation of image distortion due the affect of surface deformation of background pattern with usage of background orientied schlieren (BOS) was developed. The algorithm performance is validated are described in details. The optimal marker for search in image was discovered experimentally. The possibilities of the algorithm for background pattern surface shifting and rotating compensation with the standard deviation not more than 0.43 pixel obtained by cross-correlation processing were considered.

теневой фоновый методметод корреляции фоновых изображенийизмерение потоковизмерение деформациицифровая обработка изображенийbackground oriented schlieren (BOS)image pattern correlation technique (IPCT)flow measurementdeformation measurementdigital image processingReferencesMeier G. E. A. Computerized background-oriented schlieren // Experiments in Fluids. 2002. V. 33. P. 181-187.Meier G. E. A. Computerized background-oriented schlieren // Experiments in Fluids. 2002. V. 33. P. 181-187.Raffel M., Willert C., Kompenhans J. Particle image Velocimetry. A practical guide. Berlin: Springer, 2007.Raffel M., Willert C., Kompenhans J. Particle image Velocimetry. A practical guide. Berlin: Springer, 2007.Boden F., Kirmse T., Jentink H. Image pattern correlation technique (IPCT) // Advanced Flight Testing Workshop AIM-2: Handbook of Advanced in Flight Meas. Techniq. Norderstedt: BoD-Books on Demand, 2013. P. 63-85.Boden F., Kirmse T., Jentink H. Image pattern correlation technique (IPCT) // Advanced Flight Testing Workshop AIM-2: Handbook of Advanced in Flight Meas. Techniq. Norderstedt: BoD-Books on Demand, 2013. P. 63-85.Скорнякова Н. М. Теневой фоновый метод // Современные оптические методы исследования потоков / Под ред. Б. С. Ринкевичюса. М.: Оверлей, 2011. С. 93-107.Скорнякова Н. М. Теневой фоновый метод // Современные оптические методы исследования потоков / Под ред. Б. С. Ринкевичюса. М.: Оверлей, 2011. С. 93-107.Boden F., Jentink H., Petit C. Wing Deformation Measurements on a Large Transport Aircraft (IPCT) // Advanced In-Flight Measurement Techniques. Berlin, Heidelberg: Springer, 2013. P. 93-115.Boden F., Jentink H., Petit C. Wing Deformation Measurements on a Large Transport Aircraft (IPCT) // Advanced In-Flight Measurement Techniques. Berlin, Heidelberg: Springer, 2013. P. 93-115.Поройков А.Ю., Скорнякова Н.М. Анализ метода корреляции фоновых изображений для измерения изгиба металлической поверхности // Измерительная техника. 2010. № 10. С. 43-46Поройков А.Ю., Скорнякова Н.М. Анализ метода корреляции фоновых изображений для измерения изгиба металлической поверхности // Измерительная техника. 2010. № 10. С. 43-46Поройков А.Ю. Восстановление 3D профиля деформированной металлической пластины методом корреляции фоновых изображений // Измерительная техника. 2014. № 14. С. 15-19.Поройков А.Ю. Восстановление 3D профиля деформированной металлической пластины методом корреляции фоновых изображений // Измерительная техника. 2014. № 14. С. 15-19.Boden F., Kirmse T., Poroikov A. Yu., Rinkevichyus B. S. Skornyakova N. M., Shashkova I. A. Accuracy of Measurement of Dynamic Surface Deformations by the Image Pattern Correlation Technique // Optoelectronics, Instrum. and Data Proc. 2014. V. 50. No. 5. P. 474-481.Boden F., Kirmse T., Poroikov A. Yu., Rinkevichyus B. S. Skornyakova N. M., Shashkova I. A. Accuracy of Measurement of Dynamic Surface Deformations by the Image Pattern Correlation Technique // Optoelectronics, Instrum. and Data Proc. 2014. V. 50. No. 5. P. 474-481.Kirmse T., Gardner A., Krombholz C. Investigation of Aero-Optical Effects in Model Deformation Measurements in a Transonic Flow // Investigation of Aero-Opt. Effects in Model Deformation Meas. in a Transonic Flow. 2013. V. 121. P. 665-672.Kirmse T., Gardner A., Krombholz C. Investigation of Aero-Optical Effects in Model Deformation Measurements in a Transonic Flow // Investigation of Aero-Opt. Effects in Model Deformation Meas. in a Transonic Flow. 2013. V. 121. P. 665-672.Keane R. D., Adrian R. J. Theory of cross-correlation analysis of PIV images // Flow Visualization and Image Analysis. 1993. P. 1-25.Keane R. D., Adrian R. J. Theory of cross-correlation analysis of PIV images // Flow Visualization and Image Analysis. 1993. P. 1-25.Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. М.: ТЕХНОСФЕРА, 2005.Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. М.: ТЕХНОСФЕРА, 2005.Frigo M., Johnson S. G. The Design and Implementation of FFTW3 // Proc. IEEE. 2005. V. 93(2). P. 216-231.Frigo M., Johnson S. G. The Design and Implementation of FFTW3 // Proc. IEEE. 2005. V. 93(2). P. 216-231.Lewis J. P. Fast normalized cross-correlation // Proc. Vision Interface. 1995. P. 120-123.Lewis J. P. Fast normalized cross-correlation // Proc. Vision Interface. 1995. P. 120-123.Haralick M. R., Shapiro G. L. Computer and Robot Vision. V. II. N.Y.: Addison-Wesley, 1992. P. 316-317.Haralick M. R., Shapiro G. L. Computer and Robot Vision. V. II. N.Y.: Addison-Wesley, 1992. P. 316-317.Шапиро 3. Л., Стокман Дж. Компьютерное зрение. М.: Бином Лаборатория знаний, 2009.Шапиро 3. Л., Стокман Дж. Компьютерное зрение. М.: Бином Лаборатория знаний, 2009.Кулеш В. П. Видеограмметрическая система для измерений деформаций крупномасштабной модели в потоке аэродинамической трубы // Датчики и системы. 2013. № 8(171). С. 7-12.Кулеш В. П. Видеограмметрическая система для измерений деформаций крупномасштабной модели в потоке аэродинамической трубы // Датчики и системы. 2013. № 8(171). С. 7-12.Визильтер Ю. В., Желтов С. Ю., Бондаренко А. В., Ососков М. В., Моржин А. В. Обработка и анализ изображений в задачах машинного зрения. М.: Физматкнига, 2010.Визильтер Ю. В., Желтов С. Ю., Бондаренко А. В., Ососков М. В., Моржин А. В. Обработка и анализ изображений в задачах машинного зрения. М.: Физматкнига, 2010.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.