较之其它光测力学方法，数字图像相关方法的优点是:1)实验具有非接触性、无 损测试的特点;2)光路简单，可以使用白光做光源;3)表面处理技术简便，可直接从被 测物体表面自然或人工形成的随机斑点来提取所需的变形信息;4)对测量环境要求不 高，便于实现工程应用。如:该方法可实现微区的细观力学测量，以及用于高温、高 压等恶劣环境和高速冲击、振动等动态过程力学量的测量。利用显微镜及其它辅助设 备，可适用于从微观到宏观等多种情况的测量。
近年来，随着计算机硬件和软件技术的快速发展以及一些更为有效的算法的提出， 使其获得了更广泛的应用。该方法提出以来，经过近20年的发展，图像相关法己经成 为实验力学领域中一种重要的测量方法，无论在测试方法的改进与完善方面，还是在 其应用研究方面都取得了重要的成果。 5.3.6影响测量精度的因素分析
数字散斑三维变形测量分析系统是通过分析数字散斑图像来获得被测物表面位移 等变形场数据。因此，散斑图像的质量，将直接影响系统的测量精度。实际测量中某 些因素会使采集到的散斑图像质量降低，使三维位移等变形场计算的精度降低，主要 有以下几个方面:
(1) ccD相机的质量和分辨率。如果ccD相机质量不高，所采集的散斑图像质量 必然降低，图像清晰度、图像灰度对比较差，从而影响散斑图像的相关匹配计算精度。 另外，如果ccD相机的分辨较低，那么对应的实际空间分辨率也不高，使测量结果精 度有限。随着图像采集设备的发展，目前市场上的ccD相机的分辨率高达千万像素， 帧率从十几一万帧，相比以往，影像更加锐利、分辨率更高、色彩层次更加丰富，能满 足测量系统的要求。
(2)光照不均匀。在测量过程中，光源的光强及方位均有可能会发生改变。反映在 散斑图像上，会发现图像的光照发生不均匀变化，如图s-Ig所示。由于测量系统后续 的计算处理以散斑图像的灰度值为基础，因此，光照的不均匀变化将影响系统的测量 精度。5.3.7节将阐述如何矫正图像的光照不均匀。
(3)系统的标定精度。测量前，用于图像采集的两个CCD摄像机的相对方位和距 离等参数应该精确确定，这就要求高精度的系统标定操作，否则，即使散斑图像质量 很好、图像处理和匹配的精度很高，最终计算得到的位移等变形场的精度也不能保证， 从而影响系统的测量精度。与之相关的技术基础在本文第三章己经详述，本文采用的 标定算法具有较高的实验精度。
(4)图像匹配算法的精度。本文涉及的图像匹配也就是散斑图像相关运算，包括散 斑特征的匹配和跟踪。图像匹配是三维重建的基础，也是整个系统实现的难点，对采 用的匹配算法进行了实验验证，其匹配精度为0.02像素。
(5)两CCD摄像机的配置。系统安装时，两摄像机之间的距离和角度也会影响系 统测量的精度。根据两个摄像机位置布置的不同，可以实现视场不同的测量系统，而 视场越大，测量系统的精度越低。此外，为了保证散斑图像匹配的精度，两摄像机所 采集图像的灰度分布应基本不变，这就要求两摄像机中心线的夹角很小，最理想的情 况是两摄像机中心线平行，当然这是不可能的，否则违反双目立体视觉原理，不能实 现三维重建。
以上是影响系统测量精度的几个主要因素，而这些因素之间又相互影响，并非相 互独立的，因此，要提高系统的测量精度，就必须综合考虑，优化校正这些因素。