题目：基于亚像素的视频引伸计研究

利用单向拉伸试验测定材料应力应变性能时，需要在试件上安装引伸计，通过引伸计来测量试件在拉伸不同阶段的长度或者宽度变形，从而测定材料的性能。然而，引伸计的安装是否有效可靠会直接影响试验数据的准确性，而且由于试验人员操作水平的影响，引伸计可能会出现测量偏差，从而影响试验精度；另外，在测量高温状态下材料的应力应变曲线时，安装引伸计的方法就不再可靠，并且也不利于实现应变的自动化测量。

随着电子计算机运算速度的提高和图形图像理论的迅速发展，可以利用亚像素数字图像处理技术，通过CCD测量系统和软件系统完成应变的实时高精度测量，从而取代传统测量方法。

本文根据亚像素数字图像处理技术，建立了一个实时高精度的应变测量系统，仔细的研究了图像预处理、图像分割、图像边缘提取、图像亚像素边缘检测和圆心定位技术以及图像目标物体的跟踪等技术。本文研究的重点在于图像边缘检测及亚像素圆心定位技术，综合比较不同亚像素算法并经试验验证后，对最新的Trujillo-Pino亚像素算法进行了优化，使系统的应变测量精度得到了很大的提高，从而完全能够实现应变的非接触测量。

本文以Borland Delphi 7为开发工具编写软件测量系统，利用该系统对单向拉伸试验中试件的应变进行了测量，并且将本文系统测量所得的结果与国家标准中规定的利用引伸计测量得到的结果进行了对比分析。试验结果表明，本文中利用亚像素图像处理技术所建立的测量系统对应变的测量结果与利用引伸记进行应变测量的结果绝对误差的最大值为1‰，其精度满足国家标准GB/T228.1-2010的要求，可以替代传统的测量方法，这种基于实时视频图像的非接触应变测量具有非常广泛的应用前景和巨大的商业价值。