[发明专利]基于运动综合亮度谱的拉索索力视觉测试方法、装置及介质

权利要求书

1.一种基于运动综合亮度谱的拉索索力视觉测试方法，其特征在于，所述方法包括：

获取由第一拉索振动视频形成的第一图像序列；

对第一图像序列进行预处理，得到第二图像序列；

基于运动扫频算法，从第二图像序列中提取指定频段内的拉索运动形态，分离为不同时间频段内的第二拉索振动视频；

采用背景差分法计算第二拉索振动视频的各帧图像相对于第二图像序列的第一帧图像的亮度差值，得到差分图像序列；

针对不同时间频段内的差分图像序列，计算得到不同频段相对应的运动综合亮度指标；

根据运动综合亮度指标，生成运动综合亮度谱图形，通过峰值拾取得到拉索自振频率，以计算拉索的索力。

2.根据权利要求1所述的拉索索力视觉测试方法，其特征在于，所述基于运动扫频算法，从第二图像序列中提取指定频段内的拉索运动形态，分离为不同时间频段内的第二拉索振动视频，具体包括：

针对第二图像序列，设t时刻图像的图像亮度场函数为I(x,t)，则亮度场函数与像素位移之间的关系表示为：

其中，x为像素位置；f为对应像素的亮度值；δ(x,t)为图像位移函数，该图像位移函数与像素位置和时间相关；

对f(x)进行空间傅里叶变换，如下式：

其中，A_ω(0)为第一帧图像在空间频率ω处的幅值；

将f(x+δ(x,t))进行空间傅里叶变换得到：

其中，A_ω(t)为t时刻图片在空间频率ω处的幅值，该幅值随时间变化；

对于每一个空间频率ω，用t时刻的相位减去0时刻的相位，得到t时刻的相位差B_ω(x,t)，该相位差与图像位移函数之间满足如下关系：

B_ω(x,t)＝ωδ(x,t)

对各空间频率ω处的相位差序列B_ω(x,t)进行时间轴上的频率带通滤波，得到过滤后的相位差序列B′_ω(x,t)，保留指定时间频段的相位信号；

采用过滤后的相位差序列，组合所有空间频率的贡献，重构得到只包含指定时间频段运动的视频图像，从而得到不同时间频段内的第二拉索振动视频。

3.根据权利要求2所述的拉索索力视觉测试方法，其特征在于，所述采用过滤后的相位信号，组合所有空间频率的贡献，重构得到只包含指定时间频段运动的视频图像，具体包括：

将第二图像序列A_ω(t)e^iωx替换为静态图像序列A_ω(0)e^iωx，叠加过滤后的相位差序列B′_ω(x,t)，得到只包含指定时间频段运动的视频图像，如下式：

其中，I′(x,t)为只包含指定时间频段运动的视频图像。

4.根据权利要求1所述的拉索索力视觉测试方法，其特征在于，所述运动综合亮度指标采用下式计算：

其中，MSI为运动综合亮度，L、H分别为差分图像的宽度方向和高度方向的像素总数，N为所选取的差分图像序列的总帧数。

5.根据权利要求1所述的拉索索力视觉测试方法，其特征在于，所述根据运动综合亮度指标，生成运动综合亮度谱图形，通过峰值拾取得到拉索自振频率，以计算拉索的索力，具体包括：

根据运动综合亮度指标，生成横轴为频率、纵轴为运动综合亮度指标的运动综合亮度谱图形；

根据运动综合亮度谱图形，使用峰值选取法识别拉索的自振频率；

根据拉索的自振频率，计算拉索的索力。

6.根据权利要求5所述的拉索索力视觉测试方法，其特征在于，所述拉索的索力与拉索的自振频率定量关系如下：

其中，l为拉索计算长度，m为拉索单位长度的质量，n为拉索自振频率的阶次。