移动最小二乘曲面拟合亚像素位移算法研究及应用

Research and application of subpixel displacement searching algorithm based on moving least square surface fitting method

曲面拟合法是数字图像相关亚像素位移搜索常用算法之一。为进一步提高计算精度和效率,提出了基于高斯基函数的移动最小二乘曲面拟合法,并应用CUDA(compute unified device architecture)并行计算技术,加速了位移搜索过程。通过模拟散斑图像进行了验证,结果表明,使用高斯基函数的移动最小二乘曲面拟合法较使用二次基函数的曲面拟合法在0.01和0.1像素级别标准差分别降低24.90%和20.19%,计算效率提高27.92%。使用CUDA并行加速算法可使亚像素位移计算效率提高20倍以上。最后将该算法应用于大理岩劈裂实验中,量化了大理岩表面位移场,观测破坏线与计算开裂线一致。