[发明专利]一种基于图像配准的导波频散曲线模态追踪方法及系统

权利要求书

1.一种基于图像配准的导波频散曲线模态追踪方法，其特征在于，包括如下步骤：

提取各频散点对应的模态振型图；

按照波数将模态振型图划分为图像序列；

根据图像序列和模态追踪算法得到所有图像序列的配准结果；其中，所述模态追踪算法为：对相邻图像序列中的频散点模态振型图进行一次图像配准，筛选误匹配的频散点，针对误匹配频散点的模态振型图进行位移反转及二次图像配准；

基于所有图像序列的配准结果，结合配准结果中结构相似度的最大值来追踪相邻图像序列中的各阶导波模态，绘制各阶模态导波频散曲线，根据各阶模态导波频散曲线提取结构损伤信息。

2.如权利要求1所述的一种基于图像配准的导波频散曲线模态追踪方法，其特征在于，所述按照波数将模态振型图划分为图像序列，包括：

选择待分离频散点的频率区间以及波束区间；

对相同波数的频散点进行归类，按照波数从小到大的顺序，划分为K组图像序列，其中每组图像序列中都含有不同频率频散点的模态振型图。

3.如权利要求1所述的一种基于图像配准的导波频散曲线模态追踪方法，其特征在于，对相邻图像序列中的频散点模态振型图进行一次图像配准，包括如下步骤：

按照波数从小到大的顺序，先将初始图像序列中的所有模态振型图都设为模板图；

从下一组相邻图像序列中依序选取待配准频散点的模态振型图与初始图像序列中的所有模板图进行两两配准；

评估两两配准图像之间的结构相似度，相似度越大，图像配准率越高。

4.如权利要求3所述的一种基于图像配准的导波频散曲线模态追踪方法，其特征在于，所述两两配准图像之间的结构相似度通过采用高斯核函数计算图像的均值、方差及协方差，从亮度、对比度和结构三方面评估。

5.如权利要求1所述的一种基于图像配准的导波频散曲线模态追踪方法，其特征在于，所述筛选误匹配的频散点之前包括是否有重复匹配散射点的判断，判断的条件为：同一模态相邻频散点的模态振型图，在沿不同坐标轴方向上的位移分布完全相反。

6.如权利要求1所述的一种基于图像配准的导波频散曲线模态追踪方法，其特征在于，所述筛选误匹配的频散点包括：对比重复匹配频散点与同一模板图像频散点的结构相似度指数，认定结构相似度指数最大的频散点与模板频散点属于同一模态，即是一对有效匹配的频散点，从而筛选出其余误匹配的频散点。

7.如权利要求1所述的一种基于图像配准的导波频散曲线模态追踪方法，其特征在于，所述针对误匹配频散点的模态振型图进行位移反转及二次图像配准，包括如下步骤：

对误匹配的频散点模态振型图进行处理，将图像中的颜色反向排序，从而实现位移分布的反转，得到反转后频散点的模态振型图；

将反转后的频散点模态振型图重新与上一组相邻图像序列中的所有模板图像进行二次配准，并重新计算结构相似度；

根据结构相似度的最大值，确定振型反转后的频散点与上一组相邻图像序列中的对应的模式点属于同一条模态频散曲线。

8.一种基于图像配准的导波频散曲线模态追踪系统，其特征在于，包括：

模态振型图提取模块，被配置为：提取各频散点对应的模态振型图；

模态振型图预处理模块，被配置为：按照波数将模态振型图划分为图像序列；

图像序列配准模块，被配置为：根据图像序列和模态追踪算法得到所有图像序列的配准结果；其中，所述模态追踪算法为：对相邻图像序列中的频散点模态振型图进行一次图像配准，筛选误匹配的频散点，针对误匹配频散点的模态振型图进行位移反转及二次图像配准；

导波频散曲线绘制模块，被配置为：基于所有图像序列的配准结果，结合配准结果中结构相似度的最大值来追踪相邻图像序列中的各阶导波模态，绘制各阶模态导波频散曲线，根据各阶模态导波频散曲线提取结构损伤信息。