题目：数字图像相关方法的若干问题研究

本文致力于解决目前数字图像相关方法（DICM）在应用中存在的某些问题并使该方法的理论体系进一步完善，同时也扩大其应用范围。 首先，本文介绍了数字图像相关方法（DICM）的基本原理以及实现过程。通过对目前较流行算法进行研究之后，作者提出了一些算法上的改进措施：在亚像素求解过程不再采取逐点求解的办法，而是对给定的步长先求出若干点的位移，然后对所得的位移矩阵做插值处理从而得到子区内其它点的位移大小。经验证，改进后的算法在保证计算精度要求的同时，大大节省了计算时间，提高了数字图像相关方法的计算效率。 其次，针对数字图像相关方法在应用过程遇到的两个难题——当试件在测试过程中发生较严重的颜色（整体灰度）变化和刚体转动过大（一般指大于 ）时，现有的数字图像相关方法误差较大甚至无法进行的情况，作者在相关运算过程中引入了数学上的积分思想加以解决。具体方法是，利用试件在相邻的、较短的间隔内颜色及刚体转动不大的特点，不断将当前散斑图作为参考与下一幅图像进行相关运算，求得试件在一系列相邻时刻之间的相对变形量，最后将其累加，从而得到试件总的变形量。通过对两类模拟试验的计算验证，证明了该方法的可靠性和可行性，从而有效地解决了这些难题。 最后，尝试将数字图像相关方法应用于细观力学的研究中。在对黄铜和花岗石试件的扫描电镜（SEM）图像的特征进行分析的基础上，通过选取合适的处理参数，利用数字图像相关方法分析了这些试件原位加载条件下的位移、应变场(特别是微裂纹尖端的应变场)及其演化规律，从而证明了数字图像相关方法可以作为一种有效的细观力学实验手段。