为了能够通过一步搜索同时得到数字散斑图像中所测点的整像素和亚像素位移信息, 采用灰度插值的方法构造了亚像素子区, 改进了基于微粒子群算法的数字图像散斑相关方法。对含有平移信息的模拟散斑图和具有应变的模拟散斑图进行相关计算, 验证了该方法的适用性;在对具有微小面内位移转动的试件进行测量时, 比较了整像素的微粒子群算法和不同量级的灰度插值下的亚像素微粒子群算法。结果表明, 基于微粒子群算法的亚像素数字散斑图像相关方法在测量小位移方面具有一定的优越性。

复合材料层合板在外界激励下很容易产生层合板表面无法探测到的内部低速冲击损伤, 从而引起材料失效甚至破坏。首先通过对低速冲击后的层合板进行目视检测获得了层合板受冲击后的若干损伤特征, 然后利用数字散斑干涉测量技术(DSPI)对受到低速冲击的层合板在热载下进行内部低速冲击损伤检测。实验结果表明DSPI技术通过观察散斑干涉条纹的不规则分布即可准确、灵敏识别复合材料层合板表面难以观察到的内部低速冲击损伤, 并且通过图像处理技术及相移技术可以准确评估内部低速冲击损伤对复合材料层合板的结构变形带来的影响。

为了实现对材料内部较深层缺陷的大小和深度的检测，采用弹性理论分析并结合离面位移数字散斑干涉实验的方法,分析了含内部缺陷试件的离面位移分布，并给出了理论解。同时用数字散斑干涉和数值仿真得出试件的离面位移，将3种方法得到的离面位移及其1阶导数的分布做了对比，由对比结果可知，理论、实验及仿真得到的结果非常吻合，并对误差做了分析。从实验得到离面位移的1阶导数可获得缺陷的大小，结合理论计算出缺陷的深度，二者的误差都在允许范围之内。结果表明，利用离面位移数字散斑干涉系统测量材料内部较深层缺陷具有很高的准确性。

基于刚体面内微小转动测量在实验力学测量中的必要性和重要性，开展了利用数字图像相关方法(DICM)定量测量转动角度和准确定位转动中心的研究。从理论上分析了刚体面内转动角度与面内位移分量之间的关系，运用计算机仿真散斑图进行数值模拟研究，得到的转动角度和转动中心位置测量误差都在2%以内，模拟结果验证了数字图像相关法进行刚体面内微小转动定量测量的可行性。运用数字图像相关法对刚体面内未知微小转动进行了实测，并与几何光学实验方法所得到的结果进行了比较，两者结果误差为3.1%，符合较好。实验结果表明数字图像相关方法可以作为定量测量刚体面内微小转动的有效方法。

有效去除数字散斑条纹图中的噪声是散斑干涉测量技术中的关键问题。提出了一种基于Goldstein滤波的数字散斑条纹图平滑方法。该方法需要将散斑条纹图中的干涉相位转换为矢量空间中的单位矢量，并进行快速傅里叶变换(FFT), 得到其频谱，然后对频谱进行加权处理，从而抑制噪声的频率成分，再将加权处理后的频谱变换到空间域，计算干涉相位，得到原始散斑条纹图的滤波结果。将该滤波方法运用于四步相移数字散斑干涉条纹图像处理。实验结果表明，该方法在滤除散斑噪声的同时能够有效地保护散斑条纹图的轮廓和细节信息，增强了散斑干涉条纹的对比度。

由于散斑具有可测的强度和确定的相位, 正逐渐被人们重视和进一步研究, 现广泛应用于无损检测领域。电子散斑干涉条纹图上总是附带大量的随机散斑颗粒噪声。一般来说, 散斑图像记录的变形信息主要集中在低频部分, 而噪声主要在高频部分。为了得到变形物体的连续相位分布, 需要用适当的方法对散斑干涉条纹图像进行滤波降噪处理。同态滤波是一种将亮度范围压缩和对比度增强的频域处理方法。采用基于同态滤波原理设计出的新的低通滤波器, 将其运用于3步相移电子散斑干涉条纹图像处理, 并从理论上进行了详细的论述。结果表明, 运用该滤波器处理散斑条纹图像, 过滤了大量的散斑颗粒噪声, 增强了散斑干涉条纹的对比度。

为了在散斑测试技术中方便地处理散斑图像,采用LabVIEW和MATLAB结合的方法设计了一个简单的电子散斑干涉图像处理系统,利用LabVIEW设计显示界面,并调用MATLAB强大的图像处理功能来对散斑图像进行处理。结果表明,这种方法处理过的散斑图像增强了散斑条纹的对比度。

采用旋转锥镜技术,进行激光散斑剪切照相,测量变形物体的动态扭率和斜率,拍摄一幅散斑图可获得扭率和斜率动态变化的全过程。

提出了利用偏振扫描相机进行激光散斑照相, 研测了物体的二维热形变场。全部动态过程的信息可记录在同一张散斑图上, 且在全场滤波时可连续再现热形变物体的二维变形信息。

报道了一种新颖的用于平面内位移测量的相移和载波技术。在剪切束电子斑纹图干涉度量术中,照明光束由棱镜分为两个波前,棱镜的侧面移动将引入相移。在棱镜后加一小角光楔,则光楔的转动产生载波条纹。棱镜或光楔的转动可由机械或电学机构精密控制。形变信息由数字图像处理算法,相位迭代和傅里叶变换法给出。文中介绍了理论及其实验演示的结果。