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研究生:楊政儒
研究生(外文):Yang , Jeng-Ru
論文名稱:光源照度與RGB灰階理論對彩色光彈應力條紋之影響研究
指導教授:張奇偉張奇偉引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:中華大學
系所名稱:土木工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
中文關鍵詞:反射式光彈法照度數位影像處理
相關次數:
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摘要
本研究利用反射式光彈法施作標準懸臂梁實驗,配合零次平衡補償法,建立全暗場下標準之光彈影像應力條紋級次之RGB值,改變外在不同光場環境之照度,利用數位相機擷取不同照度之光場環境,光彈各應力條紋級次相對應RGB值,並配合數位影像處理技術,進行光源照度改變下彩色光彈應力條紋與相對應之RGB值變化探討。外在不同光場環境照度實驗中,照度值變化以50lux為增量,共拍攝8組不同照度環境下之光彈條紋級次影像並擷取條紋級次相對應之RGB值,分別進行外在光源照度變化下光彈圖像R、G、B灰階值之變化探討,並獲得各條紋級次之R、G、B灰階值線性迴歸方程式,利用此回歸方程式可獲得有照度影響下各條紋級次相對應之標準RGB值,以驗證實驗證明,有照度影響下,依回歸方程式所得之RGB值判定條紋級次位置,與實際條紋位置相比,具有誤差率低的結果。因此,利用此回歸方程式得到有外在照度影響下之條紋級次標準RGB值是具有適用性及準確性的。
目錄
摘要 I
目錄 II
表目錄 IV
圖目錄 V
第一章 緒論 1
1-1前言 1
1-2研究動機與目的 1
1-3研究範圍 2
1-4本文架構 3
第二章 文獻回顧 5
2-1光彈的發展及演進 5
2-2條紋級次分析與數位影像處理 7
2-3光源照度與RGB圖像相關文獻 12
第三章 基本理論 14
3-1光彈基本理論 14
3-1-1雙折射現象 14
3-1-2應力-光學定律 15
3-1-3反射式光彈法之基本理論 17
3-2零次平衡補償法 19
3-3光源照明理論 21
3-3-1發光強度 22
3-3-2照度 22
3-4數位影像處理 23
3-4-1色彩模式 23
3-4-2影像濾波之定義 26
3-4-3影像差異化 28
3-4-5光彈條紋級次的擷取與分離 30
3-4-6二值化函數與骨骸化影像處理 30
第四章 實驗與分析過程 37
4-1實驗計畫 37
4-2實驗材料 38
4-3實驗設備 39
4-4光彈貼片黏貼方法 40
4-6實驗方法 42
4-6-1標準懸臂梁校正試驗 42
4-6-2不同光場環境照度之標準懸臂梁校正試驗 43
4-6-3驗証試驗 44
4-7數位影像處理 45
第五章 結果與討論 54
5-1標準懸臂梁校正試驗之光彈條紋級次與相對應RGB值 54
5-2不同光場環境照度下光彈條紋級次相對應之RGB值分析 55
5-3 驗証試驗 57
第六章 結論與建議 79
6-1結論 79
6-2建議 79
參考文獻 81






表目錄
表4.1 M.G.公司生產之光彈貼片規格表 47
表4.2 TES 1339型專業照度計規格表 47
表4.3 Nikon-D70規格表 48
表4.4 NBC補償器數位計數器之讀數與條紋級次間之關係表 48
表5.1全暗場標準懸臂梁校正試驗之光彈條紋影像 61
表5.2全暗場光彈條紋影像所對應之RGB灰階值 61
表5.3不同照度下光彈條紋級次影像 62
表5.4不同照度之光彈條紋級次之R灰階值 65
表5.5不同照度之光彈條紋級次之G灰階值 66
表5.6不同照度之光彈條紋級次之B灰階值 66
表5.7 R之灰階值線性迴歸方程式 67
表5.8 G之灰階值線性迴歸方程式 67
表5.9 B之灰階值線性迴歸方程式 68
表5.10 Case1和Case2各條紋級次中心差距誤差表 68

圖目錄
圖1.1 研究流程圖 4
圖3.1雙折射示意圖 32
圖3.2暫時性雙折射材料之三軸應力方向與三軸折射率關係圖 32
圖3.3反射式光彈法之基本配置圖 33
圖3.4光彈貼片與待測物之示意圖 33
圖3.5零次平衡補償法基本架設示意圖 34
圖3.6零次平衡補償器示意圖 34
圖3.7立體角示意圖 35
圖3.8點光源照度計算示意圖 35
圖3.9 RGB模式和CMYK模式 35
圖3.10 3×3 遮罩範圍 36
圖4.1標準懸臂粱之尺寸與光彈貼片位置圖 49
圖4.2燈泡位置示意圖 49
圖4.3光彈貼片 50
圖4.4光彈黏著劑 50
圖4.5標準懸臂梁校正儀 50
圖4.6 232型NBC補償器 50
圖4.7 TES-1339型專業級照度計 50
圖4.8電流調節器 51
圖4.9白熾燈泡 51
圖4.10反射式光彈儀 51
圖4.11數位相機 51
圖4.12標準懸臂樑校正試驗架設圖 52
圖4.13 232型NBC補償器讀數與條紋級次關係圖(D=54) 52
圖4.14標準懸臂樑校正試驗之影像處理流程圖 53
圖5.1照度計量測位置圖 69
圖5.2不同照度與光彈條紋級次之R灰階值之變化情形 69
圖5.3不同照度與光彈條紋級次之G灰階值之變化情形 70
圖5.4不同照度與光彈條紋級次之B灰階值之變化情形 70
圖5.5照度增加90 lux,N=0.5之光彈影像原始圖 71
圖5.6照度增加90 lux,N=0.5之實驗值(紅線)細線化光彈條紋位置圖 71
圖5.7照度增加90 lux,預測光彈條紋級次N=0.5位置圖 71
圖5.8比較光彈條紋級次N=0.5之預測值與實驗值(照度增加90 lux) 72
圖5.9照度增加90 lux,N=1之光彈影像原始圖 72
圖5.10照度增加90 lux,N=1之實驗值(紅線)細線化光彈條紋位置圖 72
圖5.11照度增加90 lux,預測光彈條紋級次N=1位置圖 73
圖5.12比較光彈條紋級次N=1之預測值與實驗值(照度增加90 lux) 73
圖5.13照度增加90 lux,N=1.5之光彈影像原始圖 73
圖5.14照度增加90 lux,N=1.5之實驗值(紅線)細線化光彈條紋位置圖 74
圖5.15照度增加90 lux,預測光彈條紋級次N=1.5位置圖 74
圖5.16比較光彈條紋級次N=1.5之預測值與實驗值(照度增加90 lux) 74
圖5.17照度增加225 lux,N=0.5之光彈影像原始圖 75
圖5.18照度增加225 lux,N=0.5之實驗值(紅線)細線化光彈條紋位置圖 75
圖5.19照度增加225 lux,預測光彈條紋級次N=0.5位置圖 75
圖5.20比較光彈條紋級次N=0.5之預測值與實驗值(照度增加225 lux) 76
圖5.21照度增加225 lux,N=1之光彈影像原始圖 76
圖5.22照度增加225 lux,N=1之實驗值(紅線)細線化光彈條紋位置圖 76
圖5.23照度增加225 lux,預測光彈條紋級次N=1位置圖 77
圖5.24比較光彈條紋級次N=1之預測值與實驗值(照度增加225 lux) 77
圖5.25照度增加225 lux,N=1.5之光彈影像原始圖 77
圖5.26照度增加225 lux,N=1.5之實驗值(紅線)細線化光彈條紋位置圖 78
圖5.27照度增加225 lux,預測光彈條紋級次N=1.5位置圖 78
圖5.28比較光彈條紋級次N=1.5之預測值與實驗值(照度增加225 lux) 78
參考文獻
1.楊健人, "光學原理", 徐氏基金會出版, 民國八十一年六月。
2.James W. Dally & William F. Riley, "Experimental Stress Analysis", 3rd ed., New York: McGraw-Hill, 1991.
3.W. A. Shurcliff and S. S. Ballard, "Polarized Light", 1964.
4.Raymond D. Mindlin, "A Review of the Photoelastic Method of Stress Analysis. I", Journal of Applied Physics, Vol.10, p.222-241, April 1939.
5.Oppel, G., "Polaristionoptische untersuchang rammerlicher spanmings und deliunggzustande", Forsh. Geb. Ingenieurw, 7, pp. 240~248 1936.
6.賴耿陽, "應力、應變解析原理", 復漢出版社, 民國八十年八月。
7.I. M. Allison and P. Nurse, "Optimal Data Acquisition for an Automatic Polarisc- ope", 7th All-Union Conferencn on Photoelasticity, Tallinn, Proc. pt.1, p93-105, November 1971.
8.Redner, A. S., "A New Automatic acquisition of engineering Measurements", Inst. Mar. Engrs., London, pp. 203~207 1972.
9.L. S. Srinath and A.V. S. S. S. R. Sarma, "Determination of Integral Fringe Order in Photoelasticity", Experimental Techniques , Vol.13, p138-141, March1973.
10.R. K. Müller and L. R. Saackel, "Complete Automatic Analysis of Photoelastic Fringes", Experimental Mechanics, Vol.29, p245-251, July 1979.
11.A.S. Voloshin and C. P. Burger, "Half-Fringe Photoelasticity: A New Approach to Whole-Field Stress Analysis", Experimental Mechanics, Vol.23, p304-313, September 1983.
12.Umezaki,B., Tamaki and Takahashi,S., "Automatic Stress Analysis from Photoelastic Fringes use to Image Processing Using a Person Computer”, Proc. Soc, Photo., Vol.504, 1984, p.127-p.134.
13.本間恭二、赤澤 隆, "光彈性畫面處理之研究", 日本機械學會論文集(A編),52卷486號(昭和62-2)。
14.J.Y. Yao, “Extracting Isoclinics Using Image-Processing Techniques”, Experimental Techniques, Vol.11, October 1987, p.30-p.31.
15.Umezaki,B., Tamaki and Takahashi,S., "Automatic Stress Analysis of Photoelastic Experiment by Use of Image Processing", Experimental Techniques, Vol.30, December 1989 , p.22-p.27.
16.A. Mawatari, M. Takashi and Y. Toyoda, "Whole-Area Photoelastic Analysis by Image Processing on the Principal Stress Direction and Saparation of Isochromatics from Isoclinics", Trans. Of JSME., Ser. A, Vol. 55, N0.514, pp. 1423~1428, 1989.
17.E. A. Patterson and Z. F. Wang, "Towards and Full Field Automated Photoelastic Analysis of Complex Components", Strain, Vol. 27, May, pp.49~53, 1991.
18.K. Ramesh, V. R. Ganesan and S. K. Mullick, "Digital Image Processing of Photoelastic Fringes. A New Approach", Experimental Techniques, Vol.15, No.5, p41-46, September-October 1991.
19.Iwaki, Toshihiro, "Method of Analyzing a Photoelastic Image. (In the Case of the Photoelastic Image Obtained by an Infrared Vidicon Tube)", Nippon Kikai Gakkai Ronbunshu, A Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part A, v57, n539, Jul,1991, p1654-1658.
20.X. Liu and Q. Yu, "Some Improvement on Digital Fringe-Multiplication Methods", Experimental Techniques, Vol.17, No.1, p26-29, January-February 1993.
21.T. Y. Chen, "Digital Fringe Multiplication of Photoelastic Images-A New Appr- oach", Experimental Techniques, Vol.18, No.2, p15-18, March-April 1994.
22.Ren, Chuanbo; Pu, Qi; Yun, Dazhen and Yu, Wanming, "Photoelastic Fringe Multiplication by Image Operation Technique", Guangxue Xuebao/Acta Optica Sinica, Vol.19, No.5, p591-595, May 1999.
23.A.Ajovalasit, S. Barone, and G. Petrucci, "Towards RGB Photoelasticity: Full-Field Automated Photoelasticity in White Light", Experimental Mechanics, Vol. 35, No. 3, p 193-200, September 1995.
24.S. Yoneyama, M. Shimizu, J. Gotoh and Takashi, "Photoelastic Analysis with a Single Tricolor Image", Optics and Lasers in Engineering, Vol.29, p423-435, 1998.
25.Tang, Chen; Yu, Wanming and Yun, Dazhen, ”Color Image Separation Method for Obtaining Pure Isoclinic Pattern”, Dalian Ligong Daxue Xuebao/Journal of Dalian University of Technology, v39, n4, Jul, 1999, p494-497.
26.洪章智, "混凝土含內部裂縫之表面光彈應力分佈行為探討", 中華大學土木工程學系碩士論文,民國八十八年七月。
27.謝家木, "應用數位影像處理/零次平衡補償法及雙變數函數進行光彈應力分離之研究", 中華大學土木工程學系碩士論文, 民國八十九年六月。
28.Umezaki, E. and Kodama, K., "Multiplication and Extraction of Isochromatics from Color Photoelastic Fringes Obtained in Plane Polariscope", Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering, v4416, 2001, p27-30.
29.An. Liqian and Yu. Wenying, "Real Time Data Processing System for Photoelastical Mechanics", Mining Science and Technology’99, 2002, p471-473.
30.連泓勝, "視覺影像處理光彈應力法於鋼筋混凝土構件監測與行為之研究", 中華大學土木工程學系碩士論文, 民國九十一年六月。
31.洪光民, 馬劍清, 曾垂拱, "光彈等色線條紋細線化之數位影像處理方法", 台大工程學刊, 第八十七期, 民國九十二年二月。
32.劉弘政, "應用鑽孔法與數位影像光彈法量測預壓混凝土之釋放應力研究",中華大學土木工程學系碩士論文, 民國九十四年七月。
33.詹慶旋, "建築光環境", 淑馨出版社, 民國八十年。
34.H. Michael, "Elimination of highlights using RGB color distribution and image position", Proceedings of the Color Imaging Conference, p205~208, 1997.
35.H. Z. Hel-Or and B. A. Wandell, "Object-based illumination classification", Pattern Recognition, Vol. 35, N0.8, August, pp. 1723-1732, 2002.
36.Lin, Chin-Teng, Fan, Kan-Wei, and Cheng, Wen-Chang, "An illumination estimation scheme for color constancy based on chromaticity histogram and neural network", 2005 International Conference on Systems, Man and Cybernetics, p 2488-2494, 2005.
37.劉書勝, "照明", 中國電機工程學會出版, 民國八十年。
38.黃哲平, "照明設計", 東華書局, 民國七十七年。
39.石曉蔚, "室內照明設計原理", 淑馨出版社, 民國八十五年。
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