基于运动模糊及图像矩的2d高频直线振动振幅测量

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第41卷第3期上海交通大学学报Vol、41No、32007年3月J0URNAL0FSHANGHAIJIA0T0NGUNIVERSITYMar．2007文章编号：1006—2467(2007)03—0447—05基于运动模糊及图像矩的2D高频直线振动振幅测量关柏青，王石刚(上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)摘要：介绍了一种新的根据图像的运动模糊信息测量高频振动振幅的方法．与现有的基于计算机视觉的振动测量方法相比，该方法仅通过计算1幅清晰参考图像及1幅运动模糊图像的

2、前2阶几何矩即可得到2D高频直线振动振幅的解析解，降低了根据图像信息测量振幅的计算复杂程度．实验结果表明，所提出方法可有效地测量高频振动的振幅．关键词：振动测量；运动模糊；运动模糊图像；几何矩中图分类号：TB96文献标识码：ATheAmplitudeMeasurementofHigh—frequencyVibrationfrOmMotionBlurUsingMomentsGUANBai—qing，WANGShi—gang(SchoolofMechanicalEng．，ShanghaiJiaotongUniv．，Shangha

3、i200240，China)Abstract：Thispaperpresentedanovelmotion—blur—basedmethodformeasuringtheamplitudeofhigh—fre—quencyvibration．Comparedwiththeexistingvision—basedmethodforvibrationmeasurement，thismethodobtainstheanalyticalresultsoftheamplitudeofhigh—-frequencyvibrationby

4、calculatingthefirstandsec—-ondordergeometricmomentsofamotionblurredimageandanunblurredreferenceimage．Thisreducesthecomputationalcomplexityforvibrationmeasurementfromimages．Experimentalresultswereprovidedtoprovetheeffectivenessofthismethod．Keywords：vibrationmeasurem

5、ent；motionblur；motionblurredimage；geometricmoments振动测量在制造业及自动化领域中起着极其重测量方法主要是利用清晰的序列图像来获取振动参要的作用．现有的振动测量方法主要分为机械接触数．然而，当振动的频率较高时，目标在摄像机曝光式测量及非接触式测量两大类．其中，非接触式测量时间内的位移通常大于1个像素，从而造成目标图方法具有对被测对象无损伤，不干扰被测对象的正像的模糊．为消除这种运动模糊现象，常规的方法是常工作等特点，因而倍受关注．一种灵活、低成本的采用高速摄像机来缩短图像的曝光

6、时间_】或者采用非接触式测量方法是基于计算机视觉的测量方法．频闪技术冻结振动目标的图像_3j．而部分研究者认该方法利用CCD摄像机采集振动目标的序列图像，为图像的模糊是表征运动的重要信息，他们直接利并应用图像处理技术来估计振动的参数，如振幅、振用这种图像的模糊信息来进行运动估计【6或高频动频率及相位等口]．目前，基于计算机视觉的振动振动振幅测量【8。。。，并得到了合理的结果．白顺科收稿日期：2006—03—26基金项目：国家自然科学基金资助项目(50375099，50390064)作者简介：关柏青(1977一)，女，河北晋州

7、市人，博士生，主要研究方向为机器视觉和微电子装备等．王石刚(联系人)，男，教授、博士生导师，电话(Te1．)：021—34204496；E-mail：wangshigang@sjtu．edu．cn．维普资讯http://www.cqvip.com448上海交通大学学报第41卷等[8介绍了一种基于运动模糊图像求解高频振动振I司．幅的图像相关算法；Burns等[g]利用显微镜采集对于简谐振动，图像的位移函数为MEMS器件的模糊图像，并利用该器件静止时的图一[]一[dx卜像作为参考，通过比较图像的模糊区域来测量高频面内振动的振幅．

8、文献[1O]中对运动模糊图像进行F[Acos[2nf(t—t)+]cosFFT变换，从而求取高频振动的振幅．c：si2Hj5nl本文提出了一种新的基于运动模糊图像及几何式中：A为振动的振幅；[]为目标平衡位置矩的2D高频直线振动振幅测量方法．与现有的方位移(相对于其在清晰图像中的位置)；．