CN111707382A - 一种温度变形同步测量的动态光学补偿方法及装置 - Google Patents

一种温度变形同步测量的动态光学补偿方法及装置 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种温度变形同步测量的动态光学补偿方法及装置，其中，该方法包括：获取多个不同功率蓝色光照射下被测物体表面的第一图像序列；根据所述第一图像序列中各光学通道灰度值，得到各光学通道对应的补偿系数；获取加热过程中所述被测物体表面的第二图像及参考点的温度；根据所述第二图像中各光学通道灰度值及所述补偿系数，得到补偿后的各光学通道灰度值；根据所述补偿后的各光学通道灰度值及所述参考点的温度，得到所述被测物体表面的温度场。通过本公开，对各光学通道进行动态光学补偿，并利用补偿后的各光学通道灰度值更加准确地求取被测物体表面的温度场，从而实现温度场和变形场的高精度同步在线测量。

Description

一种温度变形同步测量的动态光学补偿方法及装置
技术领域
本公开涉及光学测量技术领域，尤其涉及一种温度变形同步测量的动态光学补偿方法、装置及存储介质。
背景技术
航空航天、核能、地球物理等领域涉及高温/超高温环境，针对高温环境下温度场、变形场的同步测量，对于材料选择、结构设计、器件优化等至关重要。
相关技术中，由于补光光源不纯，滤波片与补光光源波长不匹配、滤波不彻底以及相机图像传感器的宽广谱响应等因素导致辐射光、补光光源相互耦合，造成温度场测量结果不准确，影响了温度变形同步测量的精度；同时，相关技术中通过分析考核前后的状态评估材料性能的方式，丧失了大量关键的过程信息，导致对材料演化机理方面的理解难以突破。
发明内容
有鉴于此，本公开提出了一种温度变形同步测量的动态光学补偿方法、装置及存储介质。
根据本公开的一方面，提供了一种温度变形同步测量的动态光学补偿方法，包括：
获取多个不同功率蓝色光照射下被测物体表面的第一图像序列；
根据所述第一图像序列中各光学通道灰度值，得到各光学通道对应的补偿系数；
获取加热过程中所述被测物体表面的第二图像及参考点的温度；
根据所述第二图像中各光学通道灰度值及所述补偿系数，得到补偿后的各光学通道灰度值；
根据所述补偿后的各光学通道灰度值及所述参考点的温度，得到所述被测物体表面的温度场。
在一种可能的实现方式中，所述光学通道包括：红光通道、绿光通道、蓝光通道；
所述根据所述第一图像序列中各光学通道灰度值，得到各光学通道对应的补偿系数，包括：
根据所述第一图像序列中蓝光通道灰度值及蓝光通道灰度值对应的红光通道的平均灰度值，得到第一红光通道补偿系数；
和/或，
根据所述第一图像序列中蓝光通道灰度值及蓝光通道灰度值对应的绿光通道的平均灰度值，得到第一绿光通道补偿系数。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一图像序列中蓝光通道灰度值及蓝光通道灰度值对应的红光通道的平均灰度值，得到第一红光通道补偿系数，包括：
根据所述第一图像序列中蓝光通道的所有灰度值，得到蓝光通道灰度值集合；
获取所述蓝光通道灰度值集合中各蓝光通道灰度值对应的所有像素点的红光通道灰度值；
根据每个蓝光通道灰度值对应的所有像素点的红光通道灰度值，得到该蓝光通道灰度值对应的红光通道的平均灰度值；
通过对所述蓝光通道灰度值及所述红光通道的平均灰度值进行拟合处理，得到第一红光通道补偿系数；
和/或，
所述根据所述第一图像序列中蓝光通道灰度值及蓝光通道灰度值对应的绿光通道的平均灰度值，得到第一绿光通道补偿系数，包括：
根据所述第一图像序列中蓝光通道的所有灰度值，得到蓝光通道灰度值集合；
获取所述蓝光通道灰度值集合中各蓝光通道灰度值对应的所有像素点的绿光通道灰度值；
根据每个蓝光通道灰度值对应的所有像素点的绿光通道灰度值，得到该蓝光通道灰度值对应的绿光通道的平均灰度值；
通过对所述蓝光通道灰度值及所述绿光通道的平均灰度值进行拟合处理，得到第一绿光通道补偿系数。
在一种可能的实现方式中，所述光学通道包括：红光通道、绿光通道、蓝光通道；
所述根据所述第一图像序列中各光学通道灰度值，得到各光学通道对应的补偿系数，包括：
通过对所述第一图像序列中每个像素位置的各像素点的蓝光通道灰度值及红光通道灰度值进行拟合处理，得到第二红光通道补偿系数；
和/或，
通过对所述第一图像序列中每个像素位置的各像素点的蓝光通道灰度值及绿光通道灰度值进行拟合处理，得到第二绿光通道补偿系数。
在一种可能的实现方式中，所述获取多个不同功率蓝色光照射下被测物体表面的第一图像序列，包括：
在所述多个不同功率满足预设条件的情况下，获取所述多个不同功率蓝色光照射下被测物体表面的第一图像序列；
其中，所述预设条件包括：
在所述多个不同功率中的最小功率蓝色光照射下，所获取的第一图像的蓝光通道最大灰度值在0～0.1×2n之间；在所述多个不同功率中的最大功率蓝色光照射下，所获取的第一图像的蓝光通道最大灰度值在0.9×2n～2n-1之间，其中，n为图像位数。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述第二图像中各光学通道灰度值及所述补偿系数，得到补偿后的各光学通道灰度值，包括：
获取所述第二图像中像素点的红光通道灰度值及蓝光通道灰度值；
根据该像素点的红光通道灰度值、蓝光通道灰度值及所述第一红光通道补偿系数或所述第二红光通道补偿系数，得到该像素点补偿后的红光通道灰度值；
和/或，
获取所述第二图像中像素点的绿光通道灰度值及蓝光通道灰度值；
根据该像素点的绿光通道灰度值、蓝光通道灰度值，及所述第一绿光通道补偿系数或所述第二绿光通道补偿系数，得到该像素点补偿后的绿光通道灰度值。
在一种可能的实现方式中，所述根据该像素点的红光通道灰度值、蓝光通道灰度值及所述第一红光通道补偿系数，得到该像素点补偿后的红光通道灰度值，包括：
根据该像素点的蓝光通道灰度值，确定第一红光通道补偿系数；
将该像素点的蓝光通道灰度值与该第一红光通道补偿系数的乘积作为光学补偿量；
通过将该像素点的红光通道灰度值减去所述光学补偿量，得到该像素点补偿后的红光通道灰度值；
和/或，
所述根据该像素点的绿光通道灰度值、蓝光通道灰度值及所述第一绿光通道补偿系数，得到该像素点补偿后的绿光通道灰度值，包括：
根据该像素点的蓝光通道灰度值，确定第一绿光通道补偿系数；
将该像素点的蓝光通道灰度值与该第一绿光通道补偿系数的乘积作为光学补偿量；
通过将该像素点的绿光通道灰度值减去所述光学补偿量，得到该像素点补偿后的绿光通道灰度值。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
获取加热开始时所述被测物体表面的第三图像；
根据所述第三图像的蓝光通道及所述第二图像的蓝光通道，得到所述被测物体的变形场。
根据本公开的另一方面，提供了一种温度变形同步测量的动态光学补偿装置，包括：
第一图像序列获取模块，用于获取多个不同功率蓝色光源照射下被测物体表面的第一图像序列；
补偿系数求取模块，用于根据所述第一图像序列中各光学通道灰度值，得到各光学通道对应的补偿系数；
加热检测模块，用于获取加热过程中所述被测物体表面的第二图像及参考点的温度；
光学补偿模块，用于根据所述第二图像中各光学通道灰度值及所述补偿系数，得到补偿后的各光学通道灰度值；
温度场求取模块，用于根据所述补偿后的各光学通道灰度值及所述参考点的温度，得到所述被测物体表面的温度场。
根据本公开的另一方面，提供了一种温度变形同步测量的动态光学补偿装置，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行上述方法。
根据本公开的另一方面，提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。
本公开实施例中，通过调节蓝色光的功率，得到各光学通道对应的补偿系数，从而对各光学通道进行动态光学补偿，并利用补偿后的各光学通道灰度值更加准确地求取被测物体表面的温度场，消除了补光光源不纯、滤波片不精准及相机滤波像素阵列宽光谱响应对比色测温的影响，从而实现了温度场和变形场的高精度同步在线测量，有助于揭示被测物体材料演化的机理。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
图1示出根据本公开一实施例的温度变形同步测量的动态光学补偿装置的结构图；
图2示出根据本公开一实施例的一种温度变形同步测量的动态光学补偿方法的流程图；
图3示出根据本公开一实施例的一种温度变形同步测量的动态光学补偿装置的结构图；
图4根据本公开一实施例的一种用于温度变形同步测量的动态光学补偿装置的框图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
航空航天、核能、地球物理等领域涉及高温/超高温环境，对服役材料的高温性能提出了很高要求。由于工况的特殊性，材料高温性能的表征也得到了广泛的研究。在高温环境下，温度和变形是进行材料评估首先需要确定的物理量。发展高温环境下温度、变形的测量方法，对于材料选择、结构设计、器件优化等至关重要。
按照测量手段，对于温度、变形的测量可以分为接触式和非接触式。由于高温/超高温环境对接触式测量元器件本身的耐高温性和高温稳定性造成了极大挑战，非接触式光学测量技术成为可能的解决方案。同时，非接触式光学测量具有全场测量(而非单点测量)的优势，得到了学界和产业界的重视。
非接触式光学测量主要通过光学原理获取被测物体表面的光学信息，利用数字图像进行记录，进而分析、处理得到所需物理量。目前，基于光学原理的非接触式变形测量方法包括干涉法、衍射法、光弹法、数字图像相关法等。随着计算机图形学和图像处理技术的发展，数字图像相关法以其精度较高、设备简单、抗环境干扰能力强等特点，逐步发展成为非接触式高温变形测量中最为成熟的方法。而比色法是目前较为成熟的非接触式温度测量方法。需要指出的是，由于大量材料属性是温度相关的，如弹性模量等，在高温环境下不能直接使用常温下的值；此外，通过数字图像相关测量得到的应变实际是温度应变与由应力引起的应变之和。对于力学研究，通常关心与应力相关的应变，因此需要解耦热应变与应力应变。以上要求同步获取温度场和变形场。同时，当前大量研究是通过分析考核前后的状态进而评估材料性能，丧失了大量、关键的过程信息，导致对材料演化机理方面的理解难以突破；因此，需要进行在线测量。
在高温环境下，辐射光在可见光区已有足够的强度，因此可以直接利用两个可见光通道通过比色法进行高分辨率的温度场测量，即，比色法是基于辐射光强的方法；而数字图像相关方法是基于反射光进行计算的，需要抑制辐射光。相关技术中，利用单相机的红、绿两个通道进行比色测温，利用蓝光通道进行变形测量，在相机镜头上加装蓝光带通滤波片，并外加蓝光光源补光以获得清晰的表面形貌。但是在实际测试中，由于带通滤波片及蓝光补光光源无法实现精准发光和滤波，导致光响应并不纯。同时，图像传感器的滤波像素阵列同样响应广谱。因此，实际获得的图像的红光通道、绿光通道的响应值(灰度值)将受到蓝光光源、滤波片及图像传感器宽响应光谱的综合影响。特别是绿光通道，由于绿光波段距离蓝光波段更近，受蓝光影响更大，导致实际获取的光的强度已不再是单纯的辐射光强。在这种情况下，比色测温法失效。虽说可以利用减去初始光强的方法降低这种影响，但由于在高温环境下，相机的光圈、曝光时间以及光源的发光功率都将随辐射光强的变化进行动态调整，且材料的反射率也是温度相关的，在这种情况下，直接减去初始光强将产生非常大的误差。同时，在中低温(如1000K以下)环境下，由于此时辐射强度相对较弱，导致光源发光对比色测温的影响更甚。
因此，为了解决上述相关技术中通过分析考核前后的状态评估材料性能的方式，丧失了大量关键的过程信息，导致对材料演化机理方面的理解难以突破，以及补光光源不纯、滤波片不精准、相机滤波像素阵列宽光谱响应所导致的测温不准的技术问题，本公开提出了一种高温环境下温度场、变形场同步在线测量的动态光学补偿的技术方案，通过调节蓝色光的功率，获得各光学通道最大的灰度分布范围，进而得到各光学通道对应的补偿系数，从而对各光学通道进行动态光学补偿，并利用补偿后的各光学通道灰度值更加准确地求取被测物体表面的温度场，消除了补光光源不纯、滤波片不精准及相机滤波像素阵列宽光谱响应对比色测温的影响从而实现了高精度的温度变形同步在线测量，有助于揭示被测物体材料演化的机理。
图1示出了根据本公开一实施例的温度变形同步测量的动态光学补偿装置的结构图；如图1所示，该装置可以包括：工业彩色电荷耦合元件相机1(Charge coupled Device，CCD)或互补金属氧化物半导体相机(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)、蓝光带通滤波片2、可调功率蓝光光源3、单点红外测温仪4、处理终端5、被测物体6，支架7，加热装置8。其中，蓝光带通滤波片加装在CCD相机的镜头上；CCD相机、可调功率蓝光光源、单点红外测温仪对准被测物体表面，并连接至处理终端；被测物体固定在支架上，被测物体表面可以制备高温散斑或利用被测物体表面纹理作为散斑；处理终端中包括控制可调功率蓝光光源、单点红外测温仪、CCD相机的系统，图像处理系统，数字图像相关变形计算程序，温度计算程序等。处理终端控制CCD相机、可调功率蓝光光源、单点红外测温仪，其中CCD相机采集被测物体表面光学信息并传输至处理终端，存储为RGB(红、绿、蓝三个通道)格式图像；单点红外测温仪获得被测物体表面一个点的温度数据并传输至处理终端；可调功率蓝光光源以发光功率进行补光。处理终端存储CCD相机拍摄的被测物体表面图像、单点红外测温仪采集的被测物体表面一个点的温度数据，进而进行相关计算。
图2示出根据本公开一实施例的一种温度变形同步测量的动态光学补偿方法的流程图。该方法可以应用于图1中的处理终端，如图2所示，该方法可以包括：
步骤101、获取多个不同功率蓝色光照射下被测物体表面的第一图像序列；
处理终端可以控制可调功率蓝光光源以多个不同功率照射到被测物体表面，并控制CCD相机拍摄在该多个不同功率照射下被测物体表面的清晰图像，从而得到不同功率蓝色光对应的第一图像，将所有功率对应的第一图像作为第一图像序列。其中，多个不同功率中所包含的功率数目、各功率的具体数值、以及不同功率之间的间隔均可以根据实际测量精度要求等因素进行设定，在此不作限定。示例性地，多个不同功率可以取W1，W2，…，Wm，其中，m为调节次数，W1，W2，…，Wm可以依次等间隔变大或变小；控制可调功率蓝光光源发光功率顺次调至W1，W2，…，Wm；同时，控制CCD相机拍摄分别在蓝光光源以发光功率W1，W2，…，Wm照射下被测物体表面清晰的第一图像，得到第一图像序列P1，P2，…，Pm。
举例来说，实际工作中，参照图1，被测物体可以为碳化硅样品，尺寸为40mm×40mm×5mm，采用清水冲洗被测碳化硅样品，并用毛刷擦拭，烘干，去除碳化硅表面的粉尘等杂质；利用被测碳化硅样品表面纹理作为散斑，并将碳化硅样品固定在支架上；将CCD相机固定，在CCD相机镜头上安装蓝光带通滤波片(例如，带通参数435-445nm)，并对准被测物体；关闭所有环境光源，开启可调功率蓝光光源，将光源发光功率调至合适值，如蓝光光源最大功率值的80％；调整CCD相机焦距、光圈、曝光时间，使得CCD相机对碳化硅样品表面成像清晰，无过暗或过曝现象。固定焦距，将可调功率蓝光光源发光功率顺序调至蓝光光源最大功率值的10％，20％，…，100％(共10个，相邻两个功率值间隔10％)，控制CCD相机拍摄每个发光功率下的碳化硅样品表面图像，记为P1，P2，…，P10(共10个)。
在一种可能的实现方式中，所述获取多个不同功率蓝色光照射下被测物体表面的第一图像序列，可以包括：在所述多个不同功率满足预设条件的情况下，获取所述多个不同功率蓝色光照射下被测物体表面的第一图像序列；其中，所述预设条件包括：在所述多个不同功率中的最小功率蓝色光照射下，所获取的第一图像的蓝光通道最大灰度值在0～0.1×2n之间；在所述多个不同功率中的最大功率蓝色光照射下，所获取的第一图像的蓝光通道最大灰度值在0.9×2n～2n-1之间，其中，n为图像位数。
本公开实施例中，为了实现在全灰度范围内进行光学补偿，因此在调节蓝光光源发光的功率值时，保证在所获取的被测物体表面的第一图像序列中，所有第一图像的灰度值覆盖尽量大的范围，即各第一图像的灰度值尽量铺满在0～2n-1(n为图像位数)之间；示例性的，可以通过调整光圈和曝光时间，使得蓝光光源在以多个不同功率中的最小功率照射下，CCD相机所拍摄的被测物体的图像中蓝光通道最大灰度值尽量小(0～0.1×2n之间)，而蓝光光源在以多个不同功率中的最大功率照射下，CCD相机所拍摄的被测物体的图像中蓝光通道最大灰度值尽量大(0.9×2n～2n-1之间)。
举例来说，图像位数n取8，将可调功率蓝光光源发光功率顺序调至蓝光光源最大功率值的10％，20％，…，100％(共10个)，调整光圈和曝光时间，控制CCD相机拍摄每个发光功率下的碳化硅样品表面图像，记为P1，P2，…，P10(共10个)。其中，在发光功率为10％时，所拍摄的8位RGB图像(P1)蓝光通道最大灰度值在25以下；在发光功率为100％时，所拍摄的8位RGB图像(P10)蓝光通道最大灰度值235以上。
步骤102、根据所述第一图像序列中各光学通道灰度值，得到各光学通道对应的补偿系数；
其中，光学通道可以包括：红光通道、绿光通道、蓝光通道；可以提取第一图像序列中一个或多个光学通道灰度值，得到一个或多个光学通道的补偿系数，从而实现对红光通道、绿光通道、蓝光通道中的一个或多个通道进行灰度补偿。考虑到相关技术中大多利用单相机的红光通道、绿光通道进行比色测温，因此，可以对红光通道、绿光通道中的其中一个通道进行补偿，还可以对红光通道和绿光通道同时进行补偿，从而实现精准测温。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一图像序列中各光学通道灰度值，得到各光学通道对应的补偿系数，可以包括：根据所述第一图像序列中蓝光通道灰度值及蓝光通道灰度值对应的红光通道的平均灰度值，得到第一红光通道补偿系数；和/或，根据所述第一图像序列中蓝光通道灰度值及蓝光通道灰度值对应的绿光通道的平均灰度值，得到第一绿光通道补偿系数。
本公开实施例中，考虑到在进行测温时用于补光的蓝光光源不纯、加装在相机镜头上的蓝光带通滤波片无法实现精准滤波以及相机图像传感器的滤波像素阵列宽光谱响应，造成红光通道、绿光通道实际获取的光强已不再是单纯的辐射光强，即被测物体的图像上每一个像素点的红光通道、绿光通道存在蓝光光源引起的反射光，因此，需要有效消除蓝光光源对测量温度的影响。具体地，提取第一图像序列中各第一图像中的蓝光通道、红光通道、绿光通道的灰度值，根据与同一蓝光通道的灰度值相对应的所有红光通道的灰度值，求取该所有红光通道的平均灰度值，遍历所有的蓝光通道的灰度值，从而根据所得到的红光通道的平均灰度值及对应的蓝光通道的灰度值，得到第一红光通道补偿系数；根据与同一蓝光通道的灰度值相对应的所有绿光通道的灰度值，求取该所有绿光通道的平均灰度值，遍历所有的蓝光通道的灰度值，从而根据所得到的绿光通道的平均灰度值及对应的蓝光通道的灰度值，得到第一绿光通道补偿系数。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一图像序列中蓝光通道灰度值及蓝光通道灰度值对应的红光通道的平均灰度值，得到第一红光通道补偿系数，包括：根据所述第一图像序列中蓝光通道的所有灰度值，得到蓝光通道灰度值集合；获取所述蓝光通道灰度值集合中各蓝光通道灰度值对应的所有像素点的红光通道灰度值；根据每个蓝光通道灰度值对应的所有像素点的红光通道灰度值，得到该蓝光通道灰度值对应的红光通道的平均灰度值；通过对所述蓝光通道灰度值及所述红光通道的平均灰度值进行拟合处理，得到第一红光通道补偿系数；和/或，所述根据所述第一图像序列中蓝光通道灰度值及蓝光通道灰度值对应的绿光通道的平均灰度值，得到第一绿光通道补偿系数，包括：根据所述第一图像序列中蓝光通道的所有灰度值，得到蓝光通道灰度值集合；获取所述蓝光通道灰度值集合中各蓝光通道灰度值对应的所有像素点的绿光通道灰度值；根据每个蓝光通道灰度值对应的所有像素点的绿光通道灰度值，得到该蓝光通道灰度值对应的绿光通道的平均灰度值；通过对所述蓝光通道灰度值及所述绿光通道的平均灰度值进行拟合处理，得到第一绿光通道补偿系数。
其中，蓝光通道灰度值集合包含所有第一图像的蓝光通道的灰度值，即该集合中的最小元素为第一图像序列中蓝光通道的最小灰度值，最大元素为第一图像序列中蓝光通道的最大灰度值。在求取第一红光通道补偿系数时，遍历该集合中的所有元素(即蓝光通道的灰度值)，获取各蓝光通道的灰度值对应的所有像素点的红光通道灰度值，即针对集合中某一灰度值，找到第一图像序列的所有第一图像中，蓝光通道的灰度值为该灰度值的所有像素点，并求取这些像素点的红光通道灰度值的平均值，集合中的每个蓝光通道灰度值，对应一个红光通道的平均灰度值。其中，若某一蓝光通道的灰度值对应于一个像素点，则将该像素点的红光通道灰度值作为该蓝光通道的灰度值对应的红光通道的平均灰度值；考虑到光电元器件的差异性，相同的蓝光通道的灰度值可能产生不同的红光通道的响应，因此，若某一蓝光通道灰度值对应于多个像素点(即具有该蓝光通道灰度值的像素点不止一个)，则将对该多个像素点的所有红光通道灰度值进行取平均值处理，得到该蓝光通道的灰度值对应的红光通道的平均灰度值。最后，可以采用一次函数、多项式等形式对各蓝光通道的灰度值及其对应的红光通道的平均灰度值进行整体数据或者分段数据拟合处理，得到第一红光通道补偿系数，其中，当进行整体数据拟合处理时，则得到一个第一红光通道补偿系数，且该第一红光通道补偿系数适用于所有蓝光通道的灰度值；当进行分段数据拟合处理时，则得到一个或多个第一红光通道补偿系数，且不同的第一红光通道补偿系数适用于不同的蓝光通道的灰度值。同理，可以根据第一图像序列中各蓝光通道灰度值及其对应的绿光通道的平均灰度值，得到第一绿光通道补偿系数。
举例来说，提取第一图像序列P1，P2，…，Pm(例如，m＝10)的所有蓝光通道的灰度值，得到蓝光通道灰度值集合{IB}(IB范围包括P1，P2，…，Pm的最小灰度值到最大灰度值)，遍历集合{IB}中的各蓝光通道的灰度值，获取对应的红光通道的平均灰度值和绿光通道的平均灰度值，将得到的所有红光通道的平均灰度值和绿光通道的平均灰度值分别记为{IR}，{IG}，分别拟合IR＝a1IB，IG＝a2IB，确定第一红光通道补偿系数a1,和第一绿光通道补偿系数a2。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一图像序列中各光学通道灰度值，得到各光学通道对应的补偿系数，包括：通过对所述第一图像序列中每个像素位置的各像素点的蓝光通道灰度值及红光通道灰度值进行拟合处理，得到第二红光通道补偿系数；和/或，通过对所述第一图像序列中每个像素位置的各像素点的蓝光通道灰度值及绿光通道灰度值进行拟合处理，得到第二绿光通道补偿系数。其中，第二红光通道补偿系数为每个像素位置对应的第二红光通道补偿系数，不同像素位置的第二红光通道补偿系数可以相同，也可以不同；第二绿光通道补偿系数为每个像素位置对应的第二绿光通道补偿系数，不同像素位置的第二绿光通道补偿系数可以相同，也可以不同。
本公开实施例中，为了进一步消除蓝光光源对测量温度的影响，采取对被测物体的图像上每一像素位置均求取对应的光学通道补偿系数的方式；具体地，提取第一图像序列中各第一图像中每一像素位置的蓝光通道、红光通道、绿光通道的灰度值；通过对同一像素位置的各第一图像的像素点的蓝光通道的灰度值及对应的该像素点的红光通道的灰度值进行拟合处理，得到该像素位置的第二红光通道补偿系数，这样，遍历所有像素位置，得到各像素位置的第二红光通道补偿系数；通过对同一像素位置的各第一图像的像素点的蓝光通道的灰度值及对应的该像素位置的绿光通道的灰度值进行拟合处理，得到该像素位置的第二绿光通道补偿系数，这样，遍历所有像素位置，得到各像素位置的第二绿光通道补偿系数；示例性的，可以将上述各像素位置的第二红光通道补偿系数作为元素，构成第二红光通道补偿系数矩阵，可以将上述各像素位置的第二绿光通道补偿系数作为元素，构成第二绿光通道补偿系数矩阵。
举例来说，提取第一图像序列P1，P2，…，Pm(例如，m＝10)中每一像素位置的蓝光通道、红光通道、绿光通道的灰度值；示例性的，对于第一图像中位置坐标为(X，Y)的像素位置A，分别提取在P1，P2，…，Pm中的像素位置A的蓝光通道灰度值及红光通道灰度值，得到像素位置A的蓝光通道灰度值序列B1，B2，…，Bm及像素位置A的红光通道灰度值序列R1，R2，…，Rm；对该蓝光通道灰度值序列与该红光通道灰度值序列进行拟合，得到该像素位置A的第二红光通道补偿系数，遍历第一图像中的所有像素位置，得到各像素位置的第二红光通道补偿系数，进一步地，可以将得到的各像素位置的第二红光通道补偿系数作为元素，构成第二红光通道补偿系数矩阵；同理，可以通过对像素位置A的蓝光通道灰度值序列B1，B2，…，Bm及像素位置A的绿光通道灰度值序列G1，G2，…，Gm进行拟合，得到该像素位置A的第二绿光通道补偿系数，遍历第一图像中的所有像素位置，得到各像素位置的第二绿光通道补偿系数，进一步地，可以将得到的各像素位置的第二绿光通道补偿系数作为元素，构成第二绿光通道补偿系数矩阵。
步骤103、获取加热过程中所述被测物体表面的第二图像及参考点的温度；
本公开实施例中，在对被测物体进行加热之前，可以开启单点红外测温仪定位激光，确定红外测温仪测温位置点(参考点位置)并记录；此后，关闭单点红外测温仪定位激光；然后，对被测物体表面进行加热，将可调功率发光光源的蓝光功率调至合适值We，使得相机所拍摄的被测物体表面的图像清晰，可以将此刻拍摄的图像作为初始图像，其中，在加热过程中We的值可以根据需要进行动态调整，设定相机图像采集帧率为f，采集被测物体表面的图像作为第二图像，与此同时，利用红外测温仪同步获取被测物体表面参考点的温度值，每采集一张第二图像，测量一个被测物体表面参考点的温度值。
举例来说，参照图1，加热装置采用氧丙烷火焰加热，火焰喷嘴内径为2mm，喷枪距离试件表面为4～5cm，氧气和丙烷的气压分别为0.5MPa和0.1MPa，流量分别为5L/min和2L/min，氧丙烷火焰最高温度可达到1500K以上；对被测物体表面进行加热，为减少火焰对图像的影响，可将加热装置从背面对准被测物体表面进行加热。将可调功率发光光源的发光功率调至60％，使得相机所拍摄的被测物体表面的图像清晰，设定相机图像采集帧率为5fps，采集第二图像，利用单点红外测温仪同步获取被测物体表面一点的温度值T0，红外测温仪采集频率同样设为5Hz。
步骤104、根据所述第二图像中各光学通道灰度值及所述补偿系数，得到补偿后的各光学通道灰度值；
其中，光学通道可以包括：红光通道、绿光通道、蓝光通道，补偿系数可以包括：第一红光通道补偿系数、第一绿光通道补偿系数；可以对红光通道、绿光通道中的其中一个通道进行补偿，得到补偿后的红光通道灰度值或绿光通道灰度值，还可以对红光通道和绿光通道同时进行补偿，得到补偿后的红光通道灰度值和绿光通道灰度值，从而实现精准测温。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述第二图像中各光学通道灰度值及所述补偿系数，得到补偿后的各光学通道灰度值，包括：获取所述第二图像中像素点的红光通道灰度值及蓝光通道灰度值；根据该像素点的红光通道灰度值、蓝光通道灰度值，及所述第一红光通道补偿系数或所述第二红光通道补偿系数，得到该像素点补偿后的红光通道灰度值；和/或，获取所述第二图像中像素点的绿光通道灰度值及蓝光通道灰度值；根据该像素点的绿光通道灰度值、蓝光通道灰度值及所述第一绿光通道补偿系数或所述第二绿光通道补偿系数，得到该像素点补偿后的绿光通道灰度值。
本公开实施例中，可以利用第二图像的蓝光通道灰度值，结合上述得到的第一红光通道补偿系数及第一绿光通道补偿系数，对第二图像的所有红光通道灰度值及绿光通道灰度值进行补偿，从而实现在全灰度范围内进行光学补偿；同时，考虑到在高温环境下，可能会对光源以及相机的滤波片、曝光时间进行调整，影响相机的实际进光量，因此，利用第二图像的实际蓝光通道灰度值进行补偿处理，实现了根据相机的实际进光量进行动态补偿，在时间尺度上较大的温度波动范围和空间尺度上较大的温度梯度的温度变形在线同步测量，保持了较高的测量精度。
在一种可能的实现方式中，所述根据该像素点的红光通道灰度值、蓝光通道灰度值及所述第一红光通道补偿系数，得到该像素点补偿后的红光通道灰度值，包括：根据该像素点的蓝光通道灰度值，确定第一红光通道补偿系数；将该像素点的蓝光通道灰度值与该第一红光通道补偿系数的乘积作为光学补偿量；通过将该像素点的红光通道灰度值减去所述光学补偿量，得到该像素点补偿后的红光通道灰度值；和/或，所述根据该像素点的绿光通道灰度值、蓝光通道灰度值及所述第一绿光通道补偿系数，得到该像素点补偿后的绿光通道灰度值，包括：根据该像素点的蓝光通道灰度值，确定第一绿光通道补偿系数；将该像素点的蓝光通道灰度值与该第一绿光通道补偿系数的乘积作为光学补偿量；通过将该像素点的绿光通道灰度值减去所述光学补偿量，得到该像素点补偿后的绿光通道灰度值。
本公开实施例中，在对第二图像中某一像素点的红光通道灰度值进行补偿时，获取该像素点的红光通道灰度值及蓝光通道灰度值，根据该像素点的蓝光通道灰度值，在上述得到的一个或多个第一红光通道补偿系数确定适用的第一红光通道补偿系数(例如，在补偿系数为分段拟合的情况下，可根据蓝光通道灰度值所属的蓝光通道灰度值区段，确定该区段对应的第一红光通道补偿系数，在补偿系数为整体拟合，即针对所有蓝光通道灰度值，补偿系数只有一个的情况下，可直接确定补偿系数，而无需根据蓝光通道灰度值确定补偿系数)，从而根据该第一红光通道补偿系数及该蓝光通道灰度值，得到红光通道灰度值补偿量，进而将该像素点的红光通道灰度值与该红光通道灰度值补偿量作差，得到该像素点补偿后的红光通道灰度值；遍历第二图像中的所有像素点，即可得到该第二图像的补偿后的红光通道灰度值；同理，可以得到对第二图像中某一像素点的绿光通道灰度值，遍历第二图像中的所有像素点，即可得到该第二图像的补偿后的绿光通道灰度值。
举例来说，在第二图像和单点温度采集结束后，提取某一时刻所采集的第二图像所有像素点的红光通道、绿光通道、蓝光通道灰度值分别为：
Figure BDA0002552837630000171
例如，对某一像素点红光通道灰度值
Figure BDA0002552837630000172
其所对应的蓝光通道灰度值为
Figure BDA0002552837630000173
以上述拟合得到的第一红光通道补偿系数a1,为例，则该像素点光学补偿后的红光通道灰度值为：
Figure BDA0002552837630000174
同理，该像素点光学补偿后的绿光通道灰度值为：
Figure BDA0002552837630000175
遍历所有像素点，即可得到该时刻所采集的第二图像光学补偿后的红光通道灰度值和绿光通道的灰度值，分别记为
Figure BDA0002552837630000176
在一种可能的实现方式中，所述根据该像素点的红光通道灰度值、蓝光通道灰度值及所述第二红光通道补偿系数，得到该像素点补偿后的红光通道灰度值，包括：将该像素点的蓝光通道灰度值与该像素点对应的第二红光通道补偿系数的乘积作为光学补偿量；通过将该像素点的红光通道灰度值减去该光学补偿量，得到该像素点补偿后的红光通道灰度值；和/或，所述根据该像素点的绿光通道灰度值、蓝光通道灰度值及所述第二绿光通道补偿系数，得到该像素点补偿后的绿光通道灰度值，包括：将该像素点的蓝光通道灰度值与该像素点对应的第二绿光通道补偿系数的乘积作为光学补偿量；通过将该像素点的绿光通道灰度值减去所述光学补偿量，得到该像素点补偿后的绿光通道灰度值。
本公开实施例中，通过与每个像素点所在像素位置相对应的第二红光通道补偿系数及第二绿光通道补偿系数对第二图像中每一像素点的光学通道灰度值进行更加精确的补偿，从而进一步消除了由于光电元器件的差异性导致的像素点的蓝光通道灰度值相同、但红光通道灰度值或绿光通道灰度值不同对测量温度的影响。具体地，在对第二图像中某一像素点的红光通道灰度值进行补偿时，获取该像素点的红光通道灰度值及蓝光通道灰度值，将该像素点的蓝光通道灰度值与该像素点所在的像素位置的第二红光通道补偿系数的乘积作为光学补偿量；通过将该像素点的红光通道灰度值减去该光学补偿量，得到该像素点补偿后的红光通道灰度值；遍历第二图像中的所有像素点，即可得到该第二图像的补偿后的红光通道灰度值；同理，可以得到对第二图像中某一像素点补偿后的绿光通道灰度值，遍历第二图像中的所有像素点，即可得到该第二图像的补偿后的绿光通道灰度值。
步骤105、根据所述补偿后的各光学通道灰度值及所述参考点的温度，得到所述被测物体表面的温度场。具体地，可以利用上述得到的补偿后的红光通道灰度值、绿光通道灰度值及通过单点红外测温仪获得的参考点温度，基于比色测温法计算被测物体表面的温度场。
举例来说，计算各像素点的光学补偿后的红光通道灰度值及绿光通道灰度值的比值
Figure BDA0002552837630000181
以及单点红外测温仪所测量的参考点对应像素的红光通道灰度值及绿光通道灰度值的比值
Figure BDA0002552837630000182
基于以下公式计算全场温度：
Figure BDA0002552837630000183
其中，C2为普朗克常数，λR,λG分别为红光通道和绿光通道的中心波长(例如，可以分别取700nm和546.1nm)，T为所求像素点的温度，T0为参考点温度。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：获取加热开始时所述被测物体表面的第三图像，根据所述第三图像的蓝光通道及所述第二图像的蓝光通道，得到所述被测物体的变形场。
本公开实施例中，可以根据加热开始时采集的初始图像(即第三图像)及第二图像，得到所述被测物体的变形场，具体地，提取第三图像的蓝光通道值及第二图像的蓝光通道，基于数字图像相关法计算变形场。从而实现温度和变形的同步、在线测量，获取了过程信息，进而可实现应变解耦，有助于揭示材料演化的机理。
需要说明的是，尽管以上述实施例作为示例介绍了温度变形同步测量的动态光学补偿方法如上，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定各实施方式，只要符合本公开的技术方案即可。
这样，本公开实施例中，通过调节蓝色光的功率，得到各光学通道对应的补偿系数，从而对各光学通道进行动态光学补偿，并利用补偿后的各光学通道灰度值更加准确地求取被测物体表面的温度场，消除了补光光源不纯、滤波片不精准及相机滤波像素阵列宽光谱响应对比色测温的影响，从而实现了温度场和变形场的高精度同步在线测量，有助于揭示被测物体材料演化的机理。
图3示出根据本公开一实施例的一种温度变形同步测量的动态光学补偿装置的结构图。如图3所示，该装置可以包括：第一图像序列获取模块41，用于获取多个不同功率蓝色光源照射下被测物体表面的第一图像序列；补偿系数求取模块42，用于根据所述第一图像序列中各光学通道灰度值，得到各光学通道对应的补偿系数；加热检测模块43，用于获取加热过程中所述被测物体表面的第二图像及参考点的温度；光学补偿模块44，用于根据所述第二图像中各光学通道灰度值及所述补偿系数，得到补偿后的各光学通道灰度值；温度场求取模块45，用于根据所述补偿后的各光学通道灰度值及所述参考点的温度，得到所述被测物体表面的温度场。
在一种可能的实现方式中，所述光学通道包括：红光通道、绿光通道、蓝光通道；所述补偿系数求取模块42具体用于：根据所述第一图像序列中蓝光通道灰度值及蓝光通道灰度值对应的红光通道的平均灰度值，得到第一红光通道补偿系数；和/或，根据所述第一图像序列中蓝光通道灰度值及蓝光通道灰度值对应的绿光通道的平均灰度值，得到第一绿光通道补偿系数。
在一种可能的实现方式中，所述补偿系数求取模块42具体用于：根据所述第一图像序列中蓝光通道的所有灰度值，得到蓝光通道灰度值集合；获取所述蓝光通道灰度值集合中各蓝光通道灰度值对应的所有像素点的红光通道灰度值；根据每个蓝光通道灰度值对应的所有像素点的红光通道灰度值，得到该蓝光通道灰度值对应的红光通道的平均灰度值；通过对所述蓝光通道灰度值及所述红光通道的平均灰度值进行拟合处理，得到第一红光通道补偿系数。和/或，根据所述第一图像序列中蓝光通道的所有灰度值，得到蓝光通道灰度值集合；获取所述蓝光通道灰度值集合中各蓝光通道灰度值对应的所有像素点的绿光通道灰度值；根据每个蓝光通道灰度值对应的所有像素点的绿光通道灰度值，得到该蓝光通道灰度值对应的绿光通道的平均灰度值；通过对所述蓝光通道灰度值及所述绿光通道的平均灰度值进行拟合处理，得到第一绿光通道补偿系数。
在一种可能的实现方式中，所述补偿系数求取模块42具体用于：通过对所述第一图像序列中每个像素位置的各像素点的蓝光通道灰度值及红光通道灰度值进行拟合处理，得到第二红光通道补偿系数；和/或，通过对所述第一图像序列中每个像素位置的各像素点的蓝光通道灰度值及绿光通道灰度值进行拟合处理，得到第二绿光通道补偿系数。
在一种可能的实现方式中，所述第一图像序列获取模块41具体用于：在所述多个不同功率满足预设条件的情况下，获取所述多个不同功率蓝色光照射下被测物体表面的第一图像序列；其中，所述预设条件包括：在所述多个不同功率中的最小功率蓝色光照射下，所获取的第一图像的蓝光通道最大灰度值在0～0.1×2n之间；在所述多个不同功率中的最大功率蓝色光照射下，所获取的第一图像的蓝光通道最大灰度值在0.9×2n～2n-1之间，其中，n为图像位数。
在一种可能的实现方式中，所述光学补偿模块44具体用于：获取所述第二图像中像素点的红光通道灰度值及蓝光通道灰度值；根据该像素点的红光通道灰度值、蓝光通道灰度值及所述第一红光通道补偿系数，得到该像素点补偿后的红光通道灰度值；和/或，获取所述第二图像中像素点的绿光通道灰度值及蓝光通道灰度值；根据该像素点的绿光通道灰度值、蓝光通道灰度值及所述第一绿光通道补偿系数，得到该像素点补偿后的绿光通道灰度值。
在一种可能的实现方式中，所述光学补偿模块44具体用于：根据该像素点的蓝光通道灰度值，确定第一红光通道补偿系数；将该像素点的蓝光通道灰度值与该第一红光通道补偿系数的乘积作为光学补偿量；通过将该像素点的红光通道灰度值减去所述光学补偿量，得到该像素点补偿后的红光通道灰度值；和/或，根据该像素点的蓝光通道灰度值，确定第一绿光通道补偿系数；将该像素点的蓝光通道灰度值与该第一绿光通道补偿系数的乘积作为光学补偿量；通过将该像素点的绿光通道灰度值减去所述光学补偿量，得到该像素点补偿后的绿光通道灰度值。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：变形场求取模块，用于：获取加热开始时所述被测物体表面的第三图像，根据所述第三图像的蓝光通道及所述第二图像的蓝光通道，得到所述被测物体的变形场。
需要说明的是，尽管以上述实施例作为示例介绍了温度变形同步测量的动态光学补偿装置如上，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定各实施方式，只要符合本公开的技术方案即可。
这样，本公开实施例中，通过调节蓝色光的功率，得到各光学通道对应的补偿系数，从而对各光学通道进行动态光学补偿，并利用补偿后的各光学通道灰度值更加准确地求取被测物体表面的温度场，消除了补光光源不纯、滤波片不精准及相机滤波像素阵列宽光谱响应对比色测温的影响，从而实现了温度场和变形场的高精度同步在线测量，有助于揭示材料演化的机理。
本公开实施例还提供了一种温度变形同步测量的动态光学补偿装置，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行上述方法。
本公开实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。
图4根据本公开一实施例的一种用于温度变形同步测量的动态光学补偿装置1900的框图。例如，装置1900可以被提供为一服务器或终端设备，可以为图1中的处理终端。参照图4，装置1900包括处理组件1922，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器1932所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件1922的执行的指令，例如应用程序。存储器1932中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件1922被配置为执行指令，以执行上述方法。
装置1900还可以包括一个电源组件1926被配置为执行装置1900的电源管理，一个有线或无线网络接口1950被配置为将装置1900连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口1958。装置1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如Windows ServerTM，MacOS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM或类似。
在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器1932，上述计算机程序指令可由装置1900的处理组件1922执行以完成上述方法。
本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种温度变形同步测量的动态光学补偿方法，其特征在于，包括：
获取多个不同功率蓝色光照射下被测物体表面的第一图像序列；
根据所述第一图像序列中各光学通道灰度值，得到各光学通道对应的补偿系数；
获取加热过程中所述被测物体表面的第二图像及参考点的温度；
根据所述第二图像中各光学通道灰度值及所述补偿系数，得到补偿后的各光学通道灰度值；
根据所述补偿后的各光学通道灰度值及所述参考点的温度，得到所述被测物体表面的温度场。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学通道包括：红光通道、绿光通道、蓝光通道；
所述根据所述第一图像序列中各光学通道灰度值，得到各光学通道对应的补偿系数，包括：
根据所述第一图像序列中蓝光通道灰度值及蓝光通道灰度值对应的红光通道的平均灰度值，得到第一红光通道补偿系数；
和/或，
根据所述第一图像序列中蓝光通道灰度值及蓝光通道灰度值对应的绿光通道的平均灰度值，得到第一绿光通道补偿系数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一图像序列中蓝光通道灰度值及蓝光通道灰度值对应的红光通道的平均灰度值，得到第一红光通道补偿系数，包括：
根据所述第一图像序列中蓝光通道的所有灰度值，得到蓝光通道灰度值集合；
获取所述蓝光通道灰度值集合中各蓝光通道灰度值对应的所有像素点的红光通道灰度值；
根据每个蓝光通道灰度值对应的所有像素点的红光通道灰度值，得到该蓝光通道灰度值对应的红光通道的平均灰度值；
通过对所述蓝光通道灰度值及所述红光通道的平均灰度值进行拟合处理，得到第一红光通道补偿系数；
和/或，
所述根据所述第一图像序列中蓝光通道灰度值及蓝光通道灰度值对应的绿光通道的平均灰度值，得到第一绿光通道补偿系数，包括：
根据所述第一图像序列中蓝光通道的所有灰度值，得到蓝光通道灰度值集合；
获取所述蓝光通道灰度值集合中各蓝光通道灰度值对应的所有像素点的绿光通道灰度值；
根据每个蓝光通道灰度值对应的所有像素点的绿光通道灰度值，得到该蓝光通道灰度值对应的绿光通道的平均灰度值；
通过对所述蓝光通道灰度值及所述绿光通道的平均灰度值进行拟合处理，得到第一绿光通道补偿系数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学通道包括：红光通道、绿光通道、蓝光通道；
所述根据所述第一图像序列中各光学通道灰度值，得到各光学通道对应的补偿系数，包括：
通过对所述第一图像序列中每个像素位置的各像素点的蓝光通道灰度值及红光通道灰度值进行拟合处理，得到第二红光通道补偿系数；
和/或，
通过对所述第一图像序列中每个像素位置的各像素点的蓝光通道灰度值及绿光通道灰度值进行拟合处理，得到第二绿光通道补偿系数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取多个不同功率蓝色光照射下被测物体表面的第一图像序列，包括：
在所述多个不同功率满足预设条件的情况下，获取所述多个不同功率蓝色光照射下被测物体表面的第一图像序列；
其中，所述预设条件包括：
在所述多个不同功率中的最小功率蓝色光照射下，所获取的第一图像的蓝光通道最大灰度值在0～0.1×2n之间；在所述多个不同功率中的最大功率蓝色光照射下，所获取的第一图像的蓝光通道最大灰度值在0.9×2n～2n-1之间，其中，n为图像位数。
6.根据权利要求2或4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二图像中各光学通道灰度值及所述补偿系数，得到补偿后的各光学通道灰度值，包括：
获取所述第二图像中像素点的红光通道灰度值及蓝光通道灰度值；
根据该像素点的红光通道灰度值、蓝光通道灰度值，及所述第一红光通道补偿系数或所述第二红光通道补偿系数，得到该像素点补偿后的红光通道灰度值；
和/或，
获取所述第二图像中像素点的绿光通道灰度值及蓝光通道灰度值；
根据该像素点的绿光通道灰度值、蓝光通道灰度值，及所述第一绿光通道补偿系数或所述第二绿光通道补偿系数，得到该像素点补偿后的绿光通道灰度值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据该像素点的红光通道灰度值、蓝光通道灰度值及所述第一红光通道补偿系数，得到该像素点补偿后的红光通道灰度值，包括：
根据该像素点的蓝光通道灰度值，确定第一红光通道补偿系数；
将该像素点的蓝光通道灰度值与该第一红光通道补偿系数的乘积作为光学补偿量；
通过将该像素点的红光通道灰度值减去所述光学补偿量，得到该像素点补偿后的红光通道灰度值；
和/或，
所述根据该像素点的绿光通道灰度值、蓝光通道灰度值及所述第一绿光通道补偿系数，得到该像素点补偿后的绿光通道灰度值，包括：
根据该像素点的蓝光通道灰度值，确定第一绿光通道补偿系数；
将该像素点的蓝光通道灰度值与该第一绿光通道补偿系数的乘积作为光学补偿量；
通过将该像素点的绿光通道灰度值减去所述光学补偿量，得到该像素点补偿后的绿光通道灰度值。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取加热开始时所述被测物体表面的第三图像；
根据所述第三图像的蓝光通道及所述第二图像的蓝光通道，得到所述被测物体的变形场。
9.一种温度变形同步测量的动态光学补偿装置，其特征在于，包括：
第一图像序列获取模块，用于获取多个不同功率蓝色光源照射下被测物体表面的第一图像序列；
补偿系数求取模块，用于根据所述第一图像序列中各光学通道灰度值，得到各光学通道对应的补偿系数；
加热检测模块，用于获取加热过程中所述被测物体表面的第二图像及参考点的温度；
光学补偿模块，用于根据所述第二图像中各光学通道灰度值及所述补偿系数，得到补偿后的各光学通道灰度值；
温度场求取模块，用于根据所述补偿后的各光学通道灰度值及所述参考点的温度，得到所述被测物体表面的温度场。
10.一种温度变形同步测量的动态光学补偿装置，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为在执行所述存储器存储的可执行指令时实现权利要求1至权利要求8中任意一项所述的方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113030174A (zh) * 2021-04-09 2021-06-25 清华大学 基于分区滤波的温度变形测量方法及系统
CN113596288A (zh) * 2021-06-29 2021-11-02 深圳大学 一种图像采集机构、图像采集方法以及图像采集设备
WO2023025068A1 (zh) * 2021-08-23 2023-03-02 清华大学 一种高温环境下温度变形同步测量系统和方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080315104A1 (en) * 2007-06-19 2008-12-25 Maru Lsi Co., Ltd. Color image sensing apparatus and method of processing infrared-ray signal
CN101476942A (zh) * 2009-02-12 2009-07-08 清华大学 一种基于彩色ccd的辐射温度场测量装置及方法
US20100174515A1 (en) * 2008-12-19 2010-07-08 Viswanathan Madhavan Thermal modeling of an orthogonal machining process
CN105466498A (zh) * 2016-01-12 2016-04-06 清华大学 一种高温环境下材料三维形变和温度同步测控装置及方法
CN106768384A (zh) * 2016-12-06 2017-05-31 清华大学 基于辅助调频光源的彩色成像温度场测量装置及方法
CN106769525A (zh) * 2016-11-28 2017-05-31 哈尔滨工业大学 高温真空环境下测试导体材料力学性能的系统及测试方法
CN108072672A (zh) * 2017-12-14 2018-05-25 清华大学 一种烧蚀结构形貌及产物的在线监测装置及其监测方法
CN108981822A (zh) * 2018-08-28 2018-12-11 清华大学 一种温度形变同步测量的反射光消除方法
CN109029279A (zh) * 2018-07-23 2018-12-18 清华大学 变形测量方法及装置
CN109839072A (zh) * 2019-02-27 2019-06-04 东南大学 一种基于dic的温度场与变形场同步测量的方法及装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080315104A1 (en) * 2007-06-19 2008-12-25 Maru Lsi Co., Ltd. Color image sensing apparatus and method of processing infrared-ray signal
US20100174515A1 (en) * 2008-12-19 2010-07-08 Viswanathan Madhavan Thermal modeling of an orthogonal machining process
CN101476942A (zh) * 2009-02-12 2009-07-08 清华大学 一种基于彩色ccd的辐射温度场测量装置及方法
CN105466498A (zh) * 2016-01-12 2016-04-06 清华大学 一种高温环境下材料三维形变和温度同步测控装置及方法
CN106769525A (zh) * 2016-11-28 2017-05-31 哈尔滨工业大学 高温真空环境下测试导体材料力学性能的系统及测试方法
CN106768384A (zh) * 2016-12-06 2017-05-31 清华大学 基于辅助调频光源的彩色成像温度场测量装置及方法
CN108072672A (zh) * 2017-12-14 2018-05-25 清华大学 一种烧蚀结构形貌及产物的在线监测装置及其监测方法
CN109029279A (zh) * 2018-07-23 2018-12-18 清华大学 变形测量方法及装置
CN108981822A (zh) * 2018-08-28 2018-12-11 清华大学 一种温度形变同步测量的反射光消除方法
CN109839072A (zh) * 2019-02-27 2019-06-04 东南大学 一种基于dic的温度场与变形场同步测量的方法及装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113030174A (zh) * 2021-04-09 2021-06-25 清华大学 基于分区滤波的温度变形测量方法及系统
CN113030174B (zh) * 2021-04-09 2022-03-25 清华大学 基于分区滤波的温度变形测量方法及系统
CN113596288A (zh) * 2021-06-29 2021-11-02 深圳大学 一种图像采集机构、图像采集方法以及图像采集设备
CN113596288B (zh) * 2021-06-29 2022-07-12 深圳大学 一种图像采集机构、图像采集方法以及图像采集设备
WO2023025068A1 (zh) * 2021-08-23 2023-03-02 清华大学 一种高温环境下温度变形同步测量系统和方法

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