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第43卷第2期力学与实践2021年4月使用拍照手机的数字图像相关测量系统在实验力学教学中的应用'俞立平潘兵4(北京航空航天大学航空科学与工程学院固体力学所，北京100191)摘要为了加深对力学知识的理解以及激发学生对实验力学的兴趣，本文介绍了基于拍照手机和二维及三维数字图像相关方法相结合的变形测试方法。
首先以经典的单向拉伸实验为例，应用拍照手机和二维数字图像相关法测量了铝合金试样的载荷-应变曲线，并引入“补偿法”思想消除手机成像系统的成像误差以实现高精度的应变测量。
随后，利用基于单个拍照手机和伪立体视觉成像的三维数字图像相关系统测量了规则圆柱面和非规则曲面的三维形貌，并测量了充气球体在放气过程中形貌变化和三维全场变形。
实验结果直观地显示了充气球体表面在放气过程中的变化规律。
这种易于获取、低成本且便携性好的数字图像相关测量系统不仅大大减少了系统搭建的硬件投入，更提高了实际测量的便利性和效率，因此有助于在条件有限的高等院校和研究机构中幵展实验力学教学。
关键词数字图像相关法，智能手机，变形测量，实验教学中图分类号：0348.1 文献标识码：A doi: 10.6052/1000-0879-20-211APPLICATIONS OF CAM ERA PHONE-BASED DIGITAL IMAGECORRELATION SYSTEM IN THE TEACHINGOF EXPERIMENTAL M ECHANICS*1)YU Liping PAN Bing2 *)(In stitu te of Solid M echanics, School of A eronautic Science and Engineering, B eihang University, Beijing 100191, C hina)Abstract To help students better understand mechanics and to stimulate students5interest in experimental mechanics, this paper proposes experimental methods based on the camera phone imaging and the digital image correlation for two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) deformations measurement. Taking the typical tensile test as an example, we first determine the load-strain curve of an aluminum specimen using a camera phone and the two-dimensional digital image correlation (2D-DIC). To achieve the high-precision strain measurement, the idea of “compensation” is introduced to eliminate the errors associated with the camera phone image. Subsequently, the three-dimensional digital image correlation (3D-DIC) system based on a single camera phone is developed to determine the shape profiles of a cylinder and irregular surfaces, as well as the topography change and the 3D full-field deformation of the inflatable sphere during the deflation process. The experimental results intuitively show the change of the surface of the inflatable sphere during the entire deflation process. The cost-effective and ultra-portable camera phone-based DIC systems not only greatly decrease the hardware investment in the system construction, but also increase the convenience and the efficiency of 3D deformation2020-05-20收到第1稿，2020-06-16收到修改稿。
基于数字图像相关方法的Q235钢单轴拉伸变形研究肖汉斌1 陈 田1 于家硕1 裴雪冬1 李占峰21武汉理工大学交通与物流工程学院 武汉 430063 2大连港散杂货码头公司技术工程部 大连 116001摘 要：数字图像相关(DIC)方法是一种非接触式的光学测量方法，通过高速摄像机记录实验过程，并基于计算机视觉技术对实验过程进行分析与数值计算，从而得出目标区域在实验过程中的应变变化情况。
Q235钢是起重机的常用材料，研究Q235钢在拉伸载荷下的变形对保证起重机结构安全有重要意义。
文中通过DIC技术对Q235钢试件拉伸变形过程进行研究，对比DIC方法分析值、应变片测量值以及有限元仿真模拟值。
结果表明，通过DIC 方法得到的分析值与其余两种方式得出的数据相对误差均小于5%，为DIC方法在金属结构拉伸变形研究中提供了有力参考。
关键词：金属结构；数字图像相关；拉伸变形；Q235钢；有限元仿真中图分类号：TP391：U653.921 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2022）16-0019-07Abstract: Digital image correlation (DIC) method is a non-contact optical measurement method. The experimental process is recorded by a high-speed camera, and the experimental process is analyzed and numerically calculated by computer vision technology, so as to obtain the strain change of the target area during the experimental process. Q235 steel is a common material for cranes. It is of great significance to study the deformation of Q235 steel under tensile load to ensure the structural safety of cranes. In this paper, the tensile deformation process of Q235 steel specimen is studied by DIC technology. By comparing the analysis value of DIC method, the measured value of strain gauge and the simulation value of finite element simulation, it can be found that the relative error between the analysis value obtained by DIC method and the data obtained by the other two methods is less than 5%, which provides a powerful reference for the application of DIC method in the research of tensile deformation of metal structures.Keywords:metal structure; digital image correlation; tensile deformation; Q235 steel; finite element simulation0 引言起重机被广泛运用于港口运输、机械等行业，由于其部分金属构件长期处于复杂的载荷条件下，其故障的产生与金属结构的加工工艺、现场环境和作业工况有很大关系，故应力应变是反映金属故障的重要指标[1]。
基于三维数字图像相关法测量复合材料泊松比瞿启云;曹爱民;焦平;赵宾;薛克敏;程腾【摘要】All speckle images were firstly obtained by using M TS tensile test machine and DIC-3D quasi-static tridimensional strain optical measurement system to collect specimens,then the original data were processed by Origin/Excel software,which could gradually gave the stress-strain curves of all species,the displacement contour of the w hole process,E1 distribution in the strain field,the direction,the average series curves in the rectangular area of E1 and E2 and the average value series curves of the whole process of|E2/E1|. According to the certain data segment selection principle,the specified time tensile data were processed by Origin fitting.Finally the absolute values of the transverse-longitudinal strain ratio,namely Poisson ratio for 30% glass-reinforced polyetherimide(PEI)composite materials can be obtained.Also,the whole work will provide a kind of method about data processing and calculating in the experimental measurements of the mechanical deformation of resin matrix composite.%采用力学测试与模拟(M T S)拉伸试验机和三维数字图像相关(DIC-3D)准静态三维应变光学测量系统采集到拉伸试样的散斑图像,然后通过Origin/excel等计算软件对原始数据进行处理,逐步得到应力-应变曲线、全过程全场位移云图、应变场E1分布及E1、E2方向、矩形区域内E1、E2平均值时序曲线和全过程|E2/E1|时序曲线,再根据特定的数据段选择原则,将指定拉伸时间内的数据进行Origin拟合处理,最后得到30% 玻纤增强聚醚酰亚胺(PEI)复合材料的横向-纵向应变比的绝对值,即泊松比,并为实验测量复合材料泊松比等提供了一种数据处理和计算方法.【期刊名称】《材料科学与工程学报》【年(卷),期】2018(036)002【总页数】5页(P258-262)【关键词】三维光学测量;数字图像相关;拉伸试验;泊松比;复合材料【作者】瞿启云;曹爱民;焦平;赵宾;薛克敏;程腾【作者单位】中国电子科技集团公司第38研究所国家级工业设计中心,安徽合肥230088;中国电子科技集团公司第38研究所国家级工业设计中心,安徽合肥230088;中国电子科技集团公司第38研究所国家级工业设计中心,安徽合肥230088;合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学汽车与交通工程学院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】TB3321 前言玻纤增强聚合物基复合材料因高比强、高比模、低密度、抗疲劳性好等特性，广泛用于机械承力结构件。
第27卷 第11期2007年11月 光 学 学 报AC TAO P TICA SIN ICAVol.27,No.11November ,2007文章编号:025322239(2007)112198027数字图像相关中基于位移场局部最小二乘拟合的全场应变测量3潘 兵 谢惠民(清华大学工程力学系,北京100084)摘要: 为了从含噪声的位移场中计算得到可靠的应变场,提出一种基于位移场局部最小二乘拟合的全场应变求解方法。
介绍了数字图像相关方法的原理,阐述了基于位移场局部最小二乘拟合的全场应变求解方法,并讨论了计算区域边界、孔洞及裂纹附近区域等情况下的应变计算。
对均匀变形和中心带圆孔的薄铝板拉伸实验的计算结果表明,该方法能有效地从原始位移场数据中提取全场应变信息。
在均匀变形情况下应选择大的应变计算窗口,计算结果更逼近真值;在非均匀变形情况下,如果位移场中包含较强的噪声,则应选择较大的应变计算窗口,而位移场精度很高时可选择更小的应变计算窗口。
关键词: 光学测量;数字图像相关;最小二乘拟合;应变中图分类号:TN911.74 文献标识码:A 3国家973计划(2004CB619304)和国家自然科学基金(10625209,10472050,10121202)资助课题。
作者简介:潘 兵(1978-)男,安徽人,博士研究生,主要从事光测力学方面的研究。
E 2mail :panb04@ 导师简介:谢惠民(1965-),男,北京人,教授,博士生导师,主要从事光测力学方面的研究。
E 2mail :xiehm @收稿日期:2006211227;收到修改稿日期:2007205221Full 2Field St r ai n Meas urement B ased on L east 2Squa re Fitti ng of L ocalDisplacement f or Digit al Image Cor relation Met hodPan Bing Xie Huimin(Dep a r t me n t of Engi neeri ng Mecha nics ,Tsi ngh ua U niversit y ,Beiji ng 100084)Abs t r act : In order to obtain reliable st rain field ,full 2field st rain measurement based on least 2square fitting of local displacement for digital image correlation method is p roposed.The p rinciple of digital image correlation (DIC )method is int roduced ,and full 2field st rain measurement based on local least 2square fitting is expatiated ,st rain calculation near the border ,hole and crack are also discussed.The results f rom homogeneous deformation test and the tensile test of the aluminum specimen with a hole in the center obviously demonstrated the validity of this rge st rain calculating window is recommended to use in case of homogeneous deformation ,so calculation results app roach t rue value ;For inhomogeneous deformation ,large calculating window should be selected to according to the noise level of the local displacement field ,but when displacement field has high accuracy ,smaller calculating window is selected.Key w or ds : optical measurement ;digital image correlation ;least 2square fitting ;st rain1 引 言材料或结构在各种载荷作用下表面全场变形的测量是实验固体力学的重要任务之一。
基于SIFT算法的数字图像大变形测量技术研究作者：杨俊林彭卫曾小强来源：《电脑知识与技术》2013年第31期摘要：提出了一种基于尺度不变特征变换（SIFT）算法的大变形测量方法。
该方法首先精确地提取出变形前后两幅图像的SIFT特征点，然后生成每个SIFT点的特征描述子，并利用该描述子对SIFT点进行匹配，得到这两幅图像特征点对应的坐标，最后使用仿射变换求出全场位移和应变参数。
将该方法运用到模拟散斑图像中，并与基于差分进化算法的DIC方法进行对比。
实验结果表明，所提算法不仅能够克服传统方法在转角大于7°容易失效的问题，还可以以较高的精度和效率计算出形变参数。
关键词：光学测量；大变形；尺度不变特征变换；仿射变换；最小二乘迭代中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）31-7091-051 概述数字图像相关方法（Digital image correlation，DIC）是非接触式测量方法中的代表性方法，它是由I.Yamaguchi[1]、W.H.Peters[2]等提出，是通过对比变形前后物体表面的灰度强度来得到表面形变量。
在过去的20多年中，很多亚像素位移测量算法[3-6]被提出，这些算法提高了测量精度。
由于传统算法大多采用平移参考图像子区的相关搜索来确定初始值，当转动角大于7°[7，8]时，会因目标图像子区较大变形而得到不可靠的初始值，从而使最终结果不准确。
文献[9]提出采用人机交互的方式来获取大变形初值的方法，文献[10]选取连续变形的图像系列来获得初始值，但当变形图片数量较多时较为繁琐。
文献[11，12]中使用的全局优化算法不需要初值，但不能保证较高的计算效率，因此在时效性要求较高的测量中并不适用。
在被测物体在产生形变时，我们会采集它的表面变形前后的图像。
大多数形变是由平移、旋转和仿射变换等组成，而SIFT算法在图像发生平移、旋转和仿射变换时能够精确的匹配变形前后图像，并且还对亮度变化和噪声不敏感。
摘要近年来，随着各种测量技术的不断发展，光学测量在各个领域的应用也越来越广泛。
数字图像相关方法是一种基于物体表面图像相关计算的光学测量方法，具有非接触、全场测量以及对测量环境要求低等优点。
三维数字图像相关方法通过使用双相机或多相机测量系统完成被测物体的三维信息测量，可以实现物体面内、面外位移和变形的测量并重建出被测物体表面的三维形貌。
该方法可广泛应用于机械、制造、材料、航空航天以及国防等领域。
本文研究了基于数字图像相关方法的双目视觉测量系统，包括测量系统的标定算法、图像相关匹配算法的研究与改进，相关软件的编写及实验。
主要研究工作如下：分析研究了双目视觉测量系统的成像原理、相机成像模型及成像过程中各个坐标系之间的相互转换关系。
分析了测量系统标定的基本原理，包括角点检测、亚像素修正、筛选、排序算法并利用角点坐标计算测量系统内、外参数。
提出了一种基于Harris角点检测算法的改进算法，解决了传统Harris算法需要手动选择合适阈的问题，并且实现了角点的自动检测。
分析研究了几种整像素和亚像素的相关计算算法，对比其测量精度和速度。
在爬山法的基础上做出改进，采用极坐标系下的圆形模板代替传统的矩形模板，改善了在使用双目视觉测量系统进行测量时传统匹配算法很难计算被测物旋转变形的不足。
组建了基于数字图像相关算法的双目视觉测量系统，并完成了相关测量算法软件的编写。
使用相关测量系统进行了复杂物体表面三维形貌重建实验、刚体位移测量实验以及散斑图样旋转测量计算实验，验证了本文提出改进算法的可行性。
关键词：双目视觉；数字图像相关；角点检测；标定；相关计算；三维形貌重建ABSTRACTIn recent years, with continuous development of measurement methods, the optical measurement methods are becoming more and more widely used in many fields. Digital image correlation method is one of the optical measurement methods based on correlation calculation of the surface area of object under test, it also has the advantages of non-contact measurement, full field measurement and low requirements on measurement environment and so on. The three-dimensional digital image correlation method completes measurement by using a dual-camera or multi-camera measurement system, it can be used to measure the in-plane and out-of-plane displacements and deformations, reconstruct the three-dimensional topography of the surface of the object under test.Digital image correlation method can be widely used in industry, manufacturing, aerospace, defense and many other fields.The binocular vision measurement system based on digital image correlation method was analyzed, including calibration algorithm of measurement system, the research and improvement of image correlation calculation algorithm, the preparation and experiment of related software. The main research work is as follows:The imaging principle of binocular vision measurement system, the camera imaging model and the mutual conversion relationship between the four coordinate systems mentioned during the imaging process were studied.The basic principle of measurement system calibration was studied, including corner detection, sub-pixel correction algorithm, screening, sorting and the internal and external parameters calculation of measurement system based on the corner coordinates.An improved corner detection algorithm based on Harris algorithm was proposed, so that the problem of traditional algorithm needs to select an appropriate threshold manually is solved, and the automatic detection of corner points is implemented.Several integer pixel and sub-pixel correlation calculation algorithm were experimented, the measurement accuracy and speed were compared. The hill-climbing method was chosen as the basis of improved algorithm, a circular template based on polar coordinates system was used to complete the correlation calculation instead of the traditional rectangular template, which makes the binocular vision measurement system can be used to measure the rotational deformation.A binocular vision measurement system based on digital image correlation methodwas set up, a set of measurement algorithm software based on the algorithm has been completed.The feasibility of the improved algorithm proposed was verified by three-dimensional topography reconstruction of complex objects experiments, rigid body displacement measurement experiment and speckle pattern rotation measurement experiment.KEYWORDS:Binocular Vision; Digital Image Correlation; Corner Detection; Calibration; Correlate Calculation; 3-D Topography Reconstruction目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)1.2 发展状况及应用 (2)1.2.1 国外发展状况 (2)1.2.2 国内发展状况 (3)1.2.3 数字图像相关方法的应用 (4)1.3 课题来源及主要研究内容 (5)1.3.1 课题来源 (5)1.3.2 主要研究内容 (5)第二章双目视觉测量原理及系统标定研究 (7)2.1 相机成像模型 (7)2.1.1 参考坐标系 (7)2.1.2 相机成像数学模型 (10)2.1.3 双目视觉测量系统数学模型 (12)2.2 测量系统标定研究 (13)2.2.1 张氏平面标定法基本原理 (14)2.2.2 Harris角点检测方法及其改进 (18)2.3 标定实验及结果分析 (23)2.3.1 改进的角点检测及排序结果 (24)2.3.2 双相机内、外参数计算 (27)2.3.3 标定精度分析 (27)2.4 本章小节 (29)第三章数字图像相关方法及其相关计算研究 (30)3.1 三维数字图像相关方法理论研究 (30)3.1.1 三维数字图像相关匹配方法 (30)3.1.2 数字图像相关方法基本原理 (31)3.1.3 三维坐标求取方法 (33)3.2 整像素匹配算法 (34)3.2.1 十字搜索法和爬山搜索法 (34)3.2.2 粒子群搜索法 (35)3.2.3 改进的整像素匹配算法 (36)3.2.4 整像素方法对比与分析 (37)3.3 亚像素定位算法 (38)3.3.1 曲面拟合法 (38)3.3.2 牛顿-拉斐逊偏微分修正方法 (38)3.3.3 反向组合方法 (39)3.3.4 亚像素方法对比与分析 (41)3.4 本章小节 (43)第四章实验测试与分析 (44)4.1 双目视觉测量系统组建 (44)4.2 复杂表面三维形貌重建实验 (45)4.3 刚体位移测量实验 (47)4.4 模拟刚体旋转测量实验 (49)4.5 实验误差来源分析 (51)4.6 本章小结 (52)第五章总结与展望 (53)5.1 研究工作总结 (53)5.2 工作展望 (53)参考文献 (55)攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 (59)插图清单图2.1世界坐标系对应到图像像素坐标系的过程 (7)图2.2图像像素坐标系与物理坐标系 (8)图2.3相机坐标系与图像物理坐标系 (9)图2.4双目视觉测量涉及到四个坐标系之间的空间关系 (9)图2.5针孔成像模型物像几何关系 (10)图2.6双目视觉测量模型 (12)图2.7极线几何关系 (13)图2.8灰度对称示意图 (21)图2.9标定板及坐标系重建示意图 (22)图2.10传统H ARRIS角点检测结果 (24)图2.11F ORSTNER算法修正结果 (25)图2.12灰度对称筛选结果 (25)图2.13背景角点剔除及排序结果 (26)图2.14不同旋转角度下角点排序结果 (26)图3.1三维数字图像相关匹配方法示意图 (30)图3.2数字图像相关方法原理图 (31)图3.3形函数数学模型 (32)图3.4圆形模板示意图 (36)图3.5曲面拟合示意图 (38)图3.6均值曲线图 (42)图3.7均值误差曲线图 (42)图3.8标准差曲线图 (42)图3.9计算时间曲线图 (43)图4.1双目视觉测量系统 (44)图4.2散斑喷制前后面具示意图 (45)图4.3复杂表面三维形貌重建结果 (46)图4.4被测物及电动微位移平台 (47)图4.5位移前后图像 (48)图4.6位移均值曲线图 (48)图4.7位移误差均值曲线图 (49)图4.8旋转前后散斑图像 (50)图4.9各旋转角度下坐标偏离误差 (50)表格清单表2.1相机主要参数 (23)表2.2镜头主要参数 (24)表2.3左、右两个相机内部参数 (27)表2.4测量系统外部参数 (27)表2.5重投影误差均值对比 (28)表3.1不同子区大小下单点计算时间对比 (37)表4.1坐标偏离误差均值 (51)第一章绪论1.1 课题研究背景及意义随着材料产业发展越来越快并逐渐成为先进制造业发展的基础，其对船舶、汽车、航空航天、机械等行业都产生了巨大的影响，同时在国民经济中也逐渐发挥着重要的基础和先导性作用。
基于图像识别的非接触式高温迁徙动物活跃度检测方式应用随着科技的不断发展和人们对自然生态的关注，对于野生动物的保护和研究也变得越来越重要。
在动物保护领域，了解动物的行为和活动模式对于制定保护策略和监测物种生态状态至关重要。
而传统的野外观察方法面临着时间成本高、人力资源有限等问题，因此需要一种更有效的动物活跃度检测方式。
近年来，基于图像识别的非接触式高温迁徙动物活跃度检测方式应用逐渐受到关注。
该技术通过利用计算机视觉和机器学习算法，能够从野外监测设备获取的图像中准确地识别和追踪动物的活动。
这种方式不仅能够降低对野外人力资源的需求，还能够提高监测的准确性和效率。
首先，基于图像识别的非接触式高温迁徙动物活跃度检测方式可以实现对大范围区域的动物活动的监测。
传统的研究方法通常需要依靠人工调查或定点摄像监测等方式，限制了监测范围和时间段。
而利用图像识别技术，可以通过云计算平台快速处理大量的图像数据，实现对广大地理区域内动物活动的实时监测和分析。
其次，该技术能够更加准确地识别和追踪动物的活动。
传统的野外观察往往需要在恶劣的环境条件下进行，人工判断容易受到主观因素的影响，从而影响对动物活动的准确分析。
而基于图像识别的方式可以通过图像处理和模式识别算法，准确地判断动物的位置和行为特征，提高活动监测的精确度。
此外，该方式还可以节约人力资源和降低监测成本。
传统的野外观察需要雇佣大量的观察员，并投入大量的时间和经费。
而图像识别技术可以通过自动化处理图像数据，减少对人力资源的需求，并且可以实现实时监测和数据更新，大大降低了监测的成本和时间成本。
基于图像识别的非接触式高温迁徙动物活跃度检测方式在实际应用中已经取得了一些成效。
例如，在鸟类迁徙研究中，科学家利用监测设备获取到的图像数据，通过建立鸟类识别模型，准确地识别和追踪鸟类的飞行轨迹和活动模式。
这为了解鸟类的迁徙规律、选择栖息地等行为提供了重要的数据支持。
然而，基于图像识别的方式在应用过程中也存在一些挑战和限制。
基于非接触法的1200℃高温应变测试技术研究宝剑光;秦强;柴葳;郝庆瑞【摘要】Traditional contract metrology was hard to meet requirements as the standard of thermal deformation measurement was being higher inthermal strength test.Several non-contract optical metrologies were compared in this paper.Then the digital image correlation metrology was chosen for the research experiment of non-contract metrology for deformation measurement at 1200 ℃.The experiment showed the measured value was close to the real strain.The further research would be done in the following steps to improve the accuracy of digital image correlation metrology and estimate the application prospect of this metrology in thermal strength test.%传统的接触式测量方法已经很难满足日益发展的地面结构热强度试验对高温应变测量的需求.对比分析了几种非接触测量技术,最终选择数字图像相关法进行了高温应变测量原理性试验研究.利用数字图像相关法测量了1 200 ℃高温环境下金属蜂窝板的高温应变.试验结果表明,非接触法测量高温应变是可行的.未来将在高温应变性能鉴定机上进行试验,检测数字图像相关法的高温应变测量精度并进一步分析非接触测量在结构热强度试验中的应用前景.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)006【总页数】5页(P117-121)【关键词】高温力学性能;非接触测量;数字图像相关法;高温变形;结构热强度试验【作者】宝剑光;秦强;柴葳;郝庆瑞【作者单位】中国飞机强度研究所,西安 710065;中国飞机强度研究所,西安710065;中国飞机强度研究所,西安 710065;中国飞机强度研究所,西安 710065【正文语种】中文【中图分类】O439;V24;TH7物理学在对高速飞行器材料和结构的高温力学性能进行测试时，由于载荷可通过与高温环境箱配合的材料力学试验机直接获得，如何精确测量被测物体在高温环境下的表面变形就成为材料高温力学性能测试中最为关键的问题[1]。
数字图像相关法变形测量系统的研究与应用孙轩; 王雅萍; 王博怀【期刊名称】《《机械设计与制造》》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】5页(P149-152,157)【关键词】数字散斑; 变形测量; 数值模拟; 强度【作者】孙轩; 王雅萍; 王博怀【作者单位】西南科技大学制造过程测试技术教育部重点实验室四川绵阳621010【正文语种】中文【中图分类】TP399; TH161 引言数字散斑相关方法（Digital Speckle Correlation Method，DSCM），又称数字图像相关法，是一种非接触光学测量手段，结合了现代光测力学和计算机图像处理技术，可用于物件变形和应变的测量，由文献[1-2]在上世纪八十年代同时独立提出。
随着近几十年的不断深入研究发展，其应用范围也越来越广，从材料力学[3]、生物力学、断裂力学到实际的工程运用如土木、机械、医学等领域中。
应变及变形测量在如今的应用相当广泛。
传统测量方式，例如线性位移传感器LVDT和引伸计等，线路繁复，一般仅能用于单点单向测量且在获得完整结果前需做精准设置；测量应变常用的应变片，贴片工艺复杂，且测量的往往是一定面积内的平均应变，而且在某些非接触场合不适用。
现代光学测量技术的发展提供了许多测量方法，如数字散斑相关法、云纹法、全息干涉法、电子散斑干涉、光导纤维测试技术、射线测量、光谱分析等，而这些方法都各兼有优点和不足。
相比较而言，基于数字散斑相关的测量方法可以通过变形前后物体表面的两幅数字图像的比较直接获得位移和应变信息而显示出巨大的优势。
其优点有：（1）全场、非接触式测量；（2）实时测量。
可以根据需求测量变形过程中任意时刻的变形量；（3）实验设备简单，环境需求低。
试件表面的散斑图可以是物体表面自身随机分布的斑点或者是通过人工制斑技术获得的伪随机分布的散斑。
（4）针对微尺度变形、高速运动状态的物体变形，可以搭配特殊分析模块，完成分析测量任务[4-5]。
