基于并行计算的超高速高精度数字图像相关方法

主讲人：蒋震宇 教授

主讲人单位：华南理工大学工程力学系

时间：2018 年5 月18 日（星期五）14:00-15:30

地点：A312

讲座内容：

数字图像相关方法（Digital image correlation，DIC）是二十世纪八十年代提出的一种基于数字图像分析的非接触式全场测量技术。其基本原理是通过追踪物体表面天然或人工特征散斑（speckle）的运动，获取视场范围内物体的移动或变形量。DIC 方法与其它非接触式的光学测量方法（例如云纹法或干涉计量法）相比，具有设备搭建和制样相对简单，对光源和隔振要求较低等优点，非常适合各类实验室或现场测量。经过30年的发展，DIC 方法已成为目前仪器和软件开发及商业化都相对成熟的主流测量方法之一，在基础研究和工程应用中均获得广泛的应用。由二维DIC 拓展至三维的数字体图像相关方法（Digital volume correlation，DVC），通过追踪计算层析成像（Computed tomography, CT）技术拍摄并重构的数字体图像中对应的子区运动，能够定量分析非均质材料内部的变形分布。

DIC 和DVC 方法研究中的关键问题可以归结为：(1) 提高测量精度；(2) 增强对复杂变形的适应性；(3) 提高计算效率。本报告将介绍我们团队近年来对上述问题开展的一系列研究工作，主要包括：(1) 提出了Path-independent DIC/DVC 方法，该方法使用快速傅立叶变换结合互相关判据的算法高效而独立地估算每个观测采样点上的整像素位移，作为迭代式亚像素定位算法的初值，从原理上避免了图像包含间断性变形或大面积无效区域带来的误差扩散；(2)将GPU 并行计算引入DIC/DVC 方法，在不损失精度的前提下创造了现今个人电脑上DIC/DVC 计算速度的最快纪录。提出基于GPU 和多核CPU 的异构并行计算模型，发展了一套优化模型参数的方法，实现了高分辨率的Realtime-DIC。

主讲人简介：

蒋震宇1999 年和2005 年于中国科学技术大学获理论与应用力学学士学位和固体力学博士学位。2005 年至2011 年期间，在德国凯撒斯劳滕工业大学、香港理工大学和英国贝尔法斯特女王大学进行博士后研究。目前主要从事基于数字图像的非接触式测量方法、微纳米多相复合材料的力学性质和先进聚合物混凝土的研究。先后主持国家自然科学基金、教育部留学回国人员科研启动基金、中科院非线性力学国家重点实验室开放课题、华南理工大学中央高校基本科研业务费等研究和开发项目。发表SCI 收录期刊论文50 余篇，据Google学术统计总引用超过1000 次，参编英文学术专著两部。已获授权专利4 项，软件著作权2 项。长期担任Composites Science and Technology，Composites Part A/B，Optics and Lasers in Engineering，Experimental Mechanics，Journal of Applied Mechanics 等主流国际学术期刊审稿人。现任中国力学学会实验力学专业委员会试验测试技术与方法专业组成员，中国颗粒学会青年理事，广东省力学学会理事，新加坡光学和光子学学会中国学会技术委员会成员。

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