动态电子散斑干涉相位提取的高性能方法研究及应用

本项目拟（一）基于先进的图像处理技术和数学工具提出一系列电子散斑干涉条纹分析新方法和新技术：（1）重点研究用于低质量高密度和变密度电子散斑干涉条纹图保边滤波方法，包括提出新的偏微分方程保边滤波模型，在频域内构造方向滤波器和密度滤波器；（2）提出无需分割处理的骨架线提取的梯度矢量法；（3）将先进的径向基函数引入电子散斑干涉相位提取中，包括基于骨架线，应用径向基函数插值方法获得全场相位，基于径向基函数提出用于数值计算与图像处理和去包裹运算相关的偏微分方程的新算法；(4)基于新技术提出用于动态电子散斑干涉相位提取的高性能条纹中心线法和动态时间相移法。（二）实验研究核级石墨裂纹萌生、扩展规律，获得不同载荷作用下的全场位移和裂尖位置，并开展尺寸效应的研究，为核级石墨工程应用做出基础性的重要贡献。本项目就是对动态电子散斑干涉相位提取中的关键技术进行深入的研究，为工程中的动态测量提供有效的实时检测技术。

本项目完成了：（一）基于先进的图像处理技术和数学工具提出了一系列电子散斑干涉条纹分析新方法和新技术；从空间域滤波和频域滤波两个方面重点研究了用于低质量高密度和变密度电子散斑干涉条纹图的保边滤波处理；基于径向基函数插值提出了高性能的动态电子散斑干涉相位提取方法。（二）应用电子散斑干涉实验，基于提出的条纹分析新方法，对含裂纹核级石墨试件进行了实验研究。.取得的重要成果有：. （1）从控制扩散速度和扩散方向两方面提出了偏微分方程保边滤波新模型，包括：基于新的控制函数提出了Switching 退化扩散偏微分方程滤波模型；基于变分法提出了各种可能的偏微分方程保边滤波模型，即一族单方向偏微分方程滤波模型、一族单方向组合偏微分方程滤波模型、一族单方向选择偏微分方程滤波模型、一族耦合单方向偏微分方程滤波模型和一族新的双方向偏微分方程滤波模型。此外，本项目对具有代表性的单方向和双方向扩散保边偏微分方程滤波模型进行了比较分析。. （2）基于Gauss-Seidel对具有代表性的方向偏微分方程滤波模型提出了快速数值计算方法，及双曲抛物线方向偏微分方程滤波模型。. （3）提出了窗傅里叶低通滤波方法、曲波低通滤波方法和窗傅里叶多级滤波方法等频域保边滤波方法。. （4）通过大量的实验，综合评估了本项目提出的主要滤波方法，并给出了他们的适应性。. （5）基于径向基函数插值提出了高性能中心条纹法和动态相移法。. （6）对含裂纹核级石墨试件进行了电子散斑干涉实验研究，获得了不同载荷作用下的全场位移和裂尖位置，实验研究了核级石墨裂纹的萌生和扩展规律。. 本项目解决了低质量高密度和变密度电子散斑干涉条纹图像处理问题，这对提高动态电子散斑干涉相位提取的精度和提升电子散斑干涉信息的提取水平起着重要的推动作用。另外，本项目为研究核级石墨裂纹的萌生和扩展规律，获得动态结构响应，提供了有效的实时检测技术。实验结果可用于核级石墨断裂力学性能的量化分析和尺寸效应分析，为核级石墨断裂力学的理论发展和工程应用做出了基础性的重要贡献。迄今为止共发表相关论文24篇，其中2区SCI1篇，3区SCI9篇，4区SCI6篇，EI收录22篇，参加国内外会议6次，培养博士研究生 9名，硕士研究生10名。