This paper discusses and studies the composition and characteristics of biospeckle on the surface of bone tissues. We used a laser speckle device to capture biospeckle patterns from fresh pig bone tissue. Traditional speckle activity metrics were used to measure the speckle activity of ex vivo bone tissue over time. Both Gaussian and Lorentzian correlation functions were used to characterize the ordered and disordered motion of the bone surface, together with volume scattering, to construct the model. Using the established mathematical model of the spatio-temporal evolution of the biospeckle pattern, it is possible to account for the presence of volume scattering from the biospeckle of bones, quantify the ordered or disordered motions in the biological speckle activity at the current time, and assess the ability of laser speckle correlation technique to determine biological activity.

散斑照相计算面内位移时, 传统算法直接使用散斑图傅里叶变换的功率谱信息, 最小可检测位移量会受到散斑尺寸的限制。为了解决这一问题, 采用基于傅里叶变换相位信息的新算法进行了理论分析, 证明了新方法中最小和最大可检测位移量取决于所用光电转换器件(如CCD或CMOS)的像元间距和光敏面大小, 与散斑尺寸无关。结果表明, 该方法的测量范围最小可达2pixel间距, 最大可达光电转换器件光敏面宽度的一半。实验测量与理论值吻合。

在适当的温度、应变率和预变形下,合金材料的拉伸试验中,将会出现伴随应力锯齿形跌落的雪崩式剪切变形带, 即波特文勒夏特利埃(Portevin-Le Chatelier,PLC)效应。利用高速数字摄像系统(分辨力1000 frames/s)并结合数字散斑干涉法(Digital speckle pattern interferometry,DSPI)和数字散斑相关法设计了一套光学变形测量系统,实现了拉伸试验中对试件表面三维变形的实时、精确测量。利用该光学系统对铝铜合金试件在拉伸试验中产生的跳跃传播的局域剪切带瞬态成核过程进行捕捉。通过结合数字散斑相关法得到的面内变形定量结果和数字散斑干涉法得到的表现离面变形的条纹图,再现了剪切变形带成核和传播瞬间的三维变形过程。

提出了一种基于动态图像处理的新的电子散斑计量方法光流场分析方法,从新的角度出发讨论了运用图像序列分析的概念来解决散斑图样测量的可行性和简便性。并且解决了当散斑图像不满足进行光流场分析的约束条件时的测量问题,即通过多通道的图像处理方法来改变图像连续特性,从而扩大了测量范围。经典的散斑图样的计量都必须经过在空间频域中的处理,而光流场分析法则将散斑图样的计算直接在空间域中进行,为散斑计量术能够实现真正的实时测量,从而跨入更广阔的实际应用领域提供了一条新的研究途径。

把粗糙物体表面受到相干光照明时产生的散斑场看作是一个稳态随机信号,在此基础上,本文提出了一种能做到大量程,高精度位移测量的新方法——电子散斑归一化互相关法测位移或称电子散斑照相法测位移.该法实质上是借助数字图像处理技术,通过物体位移前后二个散斑场之间的相关性来进行位移测量方法的发展.文中给出了理论分析和实验系统.实验结果表明,该法有诸如准实时,大量程(毫米级),高精度和线性可靠等优点.