Guide des Bonnes Pratiques de la Corrélation d'Images Numériques - Normalisation, Bonnes Pratiques, et Quantification des Incertitudes Comité - iDICs
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iDICs INTERNATIONAL DIGITAL IMAGE CORRELATION SOCIETY Guide des Bonnes Pratiques de la Corrélation d’Images Numériques Normalisation, Bonnes Pratiques, et Quantification des Incertitudes Comité octobre 2018 (version anglaise), mars 2020 (version française)
This French language edition is a translation of Cette édition en langue française est une tra- the original work in English by the International duction d’un travail original en anglais réalisé par Digital Image Correlation Society entitled A Good la société dénommée International Digital Image Practices Guide for Digital Image Correlation, with Correlation Society et qui a pour titre : A Good DOI 10.32720/idics/gpg.ed1. If any text of the orig- Practices Guide for Digital Image Correlation, DOI inal edition in English is inconsistent with the text 10.32720/idics/gpg.ed1. Dans le cas où un texte of this translation, the original edition in English de l’édition originale en anglais n’est pas conforme shall prevail. au texte de la présente traduction, c’est le texte de l’édition originale en anglais qui prévaudra. Translators Traductrices/Traducteurs José RELLAND, JRE Services, France Benoît BLAYSAT, Université Clermont Auvergne, France Charles-Olivier AMYOT, Trilion Quality Systems, USA Jean-Charles PASSIEUX, INSA Toulouse, France Julien RÉTHORÉ, École Centrale Nantes, France Matthias MERZKIRCH, Guest Researcher at National Institute of Standards and Technology, USA ii
Copyright ©2020 by International Digital Image Copyright ©2020 par International Digital Image Correlation Society (iDICs) Correlation Society (iDICs) Some rights reserved. This publication may be re- Certains droits réservés. Cette publication peut être produced, distributed, or transmitted in any form reproduite, distribuée ou transmise sous quelque or by any means, including photocopying, record- forme que ce soit ou par quelque moyen que ce soit, y ing, or other electronic or mechanical methods, but compris la photocopie, l’enregistrement ou d’autres only without alteration and with full attribution to méthodes électroniques ou mécaniques, mais unique- the International Digital Image Correlation Society ment sans modification et en attribuant l’entière re- (iDICs). Exception is given in the case of brief quo- sponsabilité à la Société International Digital Image tations embodied in other documents with full at- Correlation Society (iDICs). Une exception est faite tribution to the International Digital Image Corre- dans le cas de citations brèves figurant dans d’autres lation Society, but not in a way that suggests en- documents avec une pleine attribution à Interna- dorsement of the other document by the Interna- tional Digital Image Correlation Society, mais pas tional Digital Image Correlation Society. For per- d’une manière qui suggère l’approbation de l’autre mission requests, contact the International Digital document par l’International Digital Image Correla- Image Correlation Society at info@idics.org. tion Society. Pour les demandes d’autorisation, con- tacter International Digital Image Correlation Soci- ety à info@idics.org. DOI: 10.32720/idics/gpg.ed1.fr DOI: 10.32720/idics/gpg.ed1.fr Electronic copies of this guide are available at www. Une copie électronique de ce guide est disponible sur idics.org. le site www.idics.org. Suggested citation: International Digital Image Cor- Citation recommandée: International Digital Im- relation Society, Jones, E.M.C. and Iadicola, M.A. age Correlation Society, Jones, E.M.C. and Iadicola, (Eds.) (2020). Guide des Bonnes Pratiques de la M.A. (Eds.) (2020). Guide des Bonnes Pratiques Corrélation d’Images Numériques. [A Good Prac- de la Corrélation d’Images Numériques. [A Good tices Guide for Digital Image Correlation]. (J. Rel- Practices Guide for Digital Image Correlation]. (J. land, B. Blaysat, C.-O. Amyot, J.-C. Passieux, J. Relland, B. Blaysat, C.-O. Amyot, J.-C. Passieux, Réthoré, M. Merzkirch, Trans.) https://doi.org/ J. Réthoré, M. Merzkirch, Trad.) https://doi. 10.32720/idics/gpg.ed1.fr. (Original work pub- org/10.32720/idics/gpg.ed1.fr. (Oeuvre origi- lished in 2018.) nale publiée en 2018.) iii
About this Guide A Propos de ce Guide The International Digital Image Correlation Society La Société dénommée International Digital Image (iDICs) was founded in 2015 as a nonprofit scientific Correlation Society (iDICs) a été fondée en 2015 en and educational organization committed to train- tant qu’association scientifique à but non lucratif ing and educating users of digital image correlation et organisation éducative engagée dans la forma- (DIC) systems. iDICs is composed of members from tion et l’éducation des utilisateurs de la Corrélation academia, government, and industry, and develops d’Images Numériques (CIN). L’iDICs est composée world-recognized DIC training and certifications to de membres provenant de milieux académiques, du improve industry practice of DIC for general appli- gouvernement et de l’industrie, et développe des cations, with emphasis on both research and estab- formations et des certifications sur la CIN mondi- lishing standards for DIC measurement techniques. alement reconnues pour améliorer la pratique de la More information can be found at www.idics.org. CIN dans l’industrie pour des applications générales, To support this mission, the iDICs Standardiza- en mettant l’accent à la fois sur la recherche et tion, Good Practices, and Uncertainty Quantifica- sur l’établissement de normes sur les techniques tion Committee was formed in part to develop guide- de mesure par la CIN. Pour plus d’informations, lines for DIC practitioners. Details of the entire veuillez consulter le site www.idics.org. development and review process can be obtained Pour appuyer cette mission, le comité Normali- through iDICs (info@idics.org), but they are sum- sation, Bonnes Pratiques et Quantification des In- marized here. The working group on Good Prac- certitudes a été formé, en partie, pour élaborer des tices, Reporting Requirements and Terminology (a lignes directrices à l’intention des praticiens de la subset of the committee) developed this Good Prac- CIN. Les détails de l’ensemble du processus d’édition tices Guide for DIC. The working group was com- et de relecture peuvent être obtenus auprès de iDICs posed of expert DIC practitioners, including rep- (info@idics.org). Toutefois, ces détails sont résumés resentatives from many commercial DIC software ici. Le groupe de travail sur les Bonnes Pratiques, packages, with diverse experience using DIC in a les Exigences en Matière de Rapports et sur la Ter- myriad of applications. minologie (un sous-groupe du comité) a élaboré le After a final draft of the guide was completed présent Guide. Le groupe de travail était composé by the working group, a public comment period was d’experts de la CIN, incluant des représentants de opened in November 2017 through January 2018, nombreuses applications commerciales de la CIN, during which any DIC practitioner could opt-in to avec diverses expériences dans la CIN sur une myr- review the Guide. In total, 100 people opted-in iade d’applications. to the review process, 56 of whom returned official Après la rédaction d’une version finale du guide votes. Of the 56 received votes, 23 people voted “Ap- par le groupe de travail, une période de commen- prove without comment”, 32 people voted “Approve taires publics a été ouverte de novembre 2017 à jan- with comments and suggested revisions”, and 1 per- vier 2018, au cours de laquelle tout praticien de la son voted “Disapprove with comments (at least one CIN eut la possibilité de participer à l’examen de technical) and suggested revisions”. Over 500 com- ce brouillon. Au total, 100 personnes ont choisi ments were received (over 130 of which were tech- de participer à ce processus de relecture, 56 d’entre nical comments), and the working group addressed eux ont renvoyé des votes officiels. Sur les 56 votes each, either through revising the Guide, or through reçus, 23 personnes ont voté “Approuver sans com- a written rebuttal. After that revision, the final ver- mentaire”, 32 personnes ont voté “Approuver avec sion of the Guide and the working group responses commentaires et suggestions de révisions”, et 1 per- to the comments were reviewed and approved by sonne a voté “Désapprouver avec commentaires (au some of the members of the iDICs Executive Board, moins un sur le plan technique) et révisions sug- who did not participate in either the working group gérées”. Plus de 500 commentaires ont été reçus or the public comment period. (plus de 130 d’entre eux étaient des commentaires This French edition of the Guide provides a techniques), et le groupe de travail a travaillé sur translation of Chapter 7 — Glossary and Acronyms. chacun d’entre eux, soit en révisant le Guide, soit en For the remainder of the Guide, please refer to the apportant une réfutation écrite. Après cette période iv
English edition. iDICs encourages and supports all de révision, la version finale du Guide et les réponses DIC practitioners to translate the Guide into other aux commentaires du groupe de travail ont été ex- languages. Contact iDICs at info@idics.org or at aminées et approuvées par des membres du Conseil www.idics.org for more information. exécutif de l’iDICs qui n’ont ni participé au groupe de travail ni participé à la période de commentaires du public. La présente édition française du Guide four- nit une traduction du Chapitre 7 — Glossaire et Acronymes. Pour le reste du Guide, veuillez consulter l’édition anglaise. iDICs encourage et appuie tout praticien de la CIN à traduire le Guide en d’autres langauges. Contactez iDICs à info@idics.org ou à www.idics.org pour plus d’information. v
7 | Glossary and Acronyms Glossaire et Acronymes 7.1 Acronyms 7.1 Acronymes DIC: Digital Image Correlation CIN: Corrélation d’Images Numériques DOF: Depth-of-Field PdC: Profondeur de Champ FOV: Field-of-View CdV: Champ de Vision iDICs: International Digital Image Correlation So- iDICs: [Acronyme de l’organisation éditrice du ciety présent guide.] QOI: Quantity-of-Interest QdI: Quantité d’Intérêt ROI: Region-of-Interest RdI: Région d’Intérêt SOD: Stand-Off Distance DdM: Distance de Mesure VSG: Virtual Strain Gauge JDV: Jauge de Déformation Virtuelle 7.2 Glossary 7.2 Glossaire Calibration Score: The residual of the bundle ad- Score d’Étalonnage: Le résidu du processus justment optimization process used to cali- d’optimisation de l’ajustement de faisceaux brate a DIC system. lors de l’étalonnage d’un système de corréla- tion d’images numériques. Digital Image Correlation: Within the scope of Corrélation d’Images Numériques: Dans le this guide, Digital Image Correlation (DIC) is cadre de ce guide, la corrélation d’images an optically-based technique used to measure numériques (CIN) est une technique de mesure the evolving full-field 2D or 3D displacements de champs de déplacements 2D ou 3D non on the surface of a test piece, throughout a constants sur la surface d’une éprouvette, lors mechanical test of a material or structure. d’un essai mécanique sur matériaux ou de structures. 1
Note 1: 2D-DIC refers to the measurement of dis- Note 1: CIN-2D fait référence à une mesure placements in only two directions on the de déplacement plan à la surface d’une surface of the test piece, where one cam- éprouvette (ou échantillon), où une era is oriented perpendicularly to a pla- caméra est orientée perpendiculairement nar test piece. au plan de l’éprouvette. Note 2: Stereo-DIC refers to the measurement of Note 2: Stéréo CIN fait référence à la mesure de shape and displacements in three direc- forme et de déplacements, dans les 3 di- tions on the surface of the test piece, by mensions, de la surface d’une éprouvette, using two (or more) cameras oriented at où deux (ou plusieurs) caméras sont ori- different angles. Stereo-DIC is sometimes entées à des angles différents. La stéréo called 3D-DIC, but should not be con- CIN est parfois appelée CIN-3D mais ne fused with volumetric-DIC, which pro- doit pas être confondue avec la Correla- vides shape and displacement measure- tion d’Images Volumiques (CIV) qui four- ments throughout the volume of the test nit des mesures de déplacements 3D à piece. l’intérieur de l’éprouvette. Data Filtering: Any further post-processing of the Filtrage de Données : Toute forme de post- results to spatially or temporally filter the DIC traitement des résultats de CIN qui vise à results (could include a Gaussian filter, median lisser spatialement ou temporellement (peut filter, etc.). inclure des filtres Gaussien, filtres median, etc.). Data Point: A point at which DIC results (dis- Point de Données: Un point sur lequel les résul- placements, strains, etc.) are reported. Data tats de la corrélation d’images (déplacements, points are typically reported at the center of déformations, etc.) sont reportés. Ces points subsets in local DIC. de données sont typiquement reportés au cen- tre de l’imagette dans l’approche locale de la CIN. Dynamic Range, Detector [counts or gray Étendue Dynamique, Capteur [nombre ou levels]: Number of bits of the analog to digi- niveau de gris] : Nombre de bits du con- tal converter of a camera detector (e.g. 8-bit). vertisseur analogique - numérique du capteur de la caméra (par exemple 8 bits). Dynamic Range, Image [counts or gray lev- Étendue Dynamique, Image Numérique els]: Range of gray levels contained in the [nombre ou niveau de gris]: L’étendue dy- image data. This can be graphically viewed namique des niveaux de gris contenus dans in the image histogram. The image dynamic l’image numérique. Celle-ci peut être vi- range is less than or equal to the detector dy- sualisée graphiquement par un histogramme. namic range. L’étendue dynamique des niveaux de gris de l’image numérique est inférieure ou égale à l’étendue dynamique du capteur de la caméra. Epipolar Error [pixel]: The distance between the Erreur Épipolaire [pixel]: La distance entre la location of a data point, as determined by position d’un point de données, comme déter- cross-correlation of a pair of images from the minée par la corrélation croisée d’une paire two cameras of a stereo-DIC system, and the d’images de deux caméras d’un système stéréo epipolar line. CIN, et la ligne épipolaire. Note 1: Depending on the DIC software, the Note 1: Selon le logiciel de CIN, l’erreur épipo- epipolar error may also be called projec- laire peut être aussi appelée : l’erreur tion error, three-dimensional residuum, de projection, le résidu tri-dimensionnel, 2
intersection error, or correlation devia- l’erreur d’intersection, ou déviation de tion. corrélation. Note 2: The epipolar line is determined by the ex- Note 2: La ligne épipolaire est déterminée par trinsic parameters of the stereo-camera les paramètres extrinsèques d’étalonnage calibration (i.e. stereo-angle, distance du système stéréo formé par les deux between two cameras). For more infor- caméras (par exemple : l’angle de stéréo- mation on epipolar geometry, refer to [2, corrélation, la distance entre les deux Sec. 4.2 (Three-Dimensional Computer caméras). Pour plus d’information sur Vision)]. la géométrie épipolaire, se référer à [2, Sec. 4.2 (Three-Dimensional Computer Vision)]. Field-of-View (FOV) [mm × mm]: The region Champ de Vision (CdV) [mm × mm]: La ré- of space projected through a lens system onto gion de l’espace projetée à travers le système a camera detector. de lentilles sur le capteur de la caméra. Gray Level [counts]: The image intensity Niveau de Gris [nombre]: L’intensité de l’image recorded by the image acquisition system, enregistrée par le système d’acquisition expressed as the number of counts of the d’images, exprimée par le nombre de mesures digitizer. issues d’un système de numérisation. Note 1: This value is proportional to the mea- Note 1: Cette valeur est proportionnelle à sured light intensity, but typically has l’intensité de la lumière mesurée mais, no absolute calibrated relationship to the typiquement, n’a pas de relation ab- measured intensity. For DIC, this lack of solue avec une mesure d’intensité reliée calibration is acceptable, because the im- à un étalon. Pour la CIN, l’absence age is used for tracking the object motion, d’étalonnage est acceptable parce que rather than measuring the light intensity l’image est utilisée pour le suivi du at points on the object. mouvement plutôt que pour mesurer Note 2: Usually the number of counts is rela- l’intensité de la lumière à des points de tive to the number of bits (quantization l’objet. level) in the imaging analog-to-digital Note 2: Normalement, le nombre issu de cette converter. mesure est lié au nombre de bits (niveau de quantification) du convertis- seur analogique - digital de l’image. Image Data: Recorded “images” of a test piece Image Numérique: Les “images” enregistrées containing encoded information related to the d’une éprouvette contenant les informations displacement field including displacement gra- encodées qui serviront à la détermination des dients, nearly always a 2D or 3D numerical champs de déplacement, incluant les gradients array of “intensity” or gray level data that will du déplacement, presque toujours en matrice be used for correlation. 2D ou 3D “d’intensité” ou de valeurs de niveau de gris qui seront utilisées pour la corrélation. Image Filtering: Any type of image data process- Filtrage de l’Image : Tout type de traitement ing done to modify the gray level values of the d’images numériques pour modifier les valeurs pixels, most often a smoothing operation. de niveau de gris des pixels, le plus souvent pour une action de lissage des valeurs. Note 1: Analog Image Filtering refers to filtering Note 1: Le Filtrage des Images Analogiques fait that is done in an analog fashion by mod- référence à un filtrage qui est fait de 3
ifying the physical optical system, e.g. manière analogique en modifiant le sys- with a blur filter assembled on the cam- tème optique physique, par exemple un era detector or by defocusing the lens. filtre de floutage monté sur un capteur de caméra ou par le dérèglage de la mise au point des lentilles. Note 2: Digital Image Filtering refers to filtering Note 2: Le Filtrage des Images Numériques fait that is done in a digital fashion as a post- référence à un filtrage qui est fait de processing step after the image has been manière numérique, dans une étape de acquired, e.g. a Gaussian filter. post-traitement après que l’image a été acquise, par exemple l’application d’un filtre Gaussien. Image Noise [counts or gray levels or per- Bruit dans l’Image [nombre ou niveau de cent of dynamic range]: Pixel-wise acqui- gris ou pourcentage de l’étendue dy- sition noise of the imaging system. This of- namique]: Bruit d’acquisition, associé à la ten varies depending on pixel intensity, camera mesure de l’intensité lumineuse en chaque temperature and optical intensity. pixel de l’image. Ce bruit peut varier selon l’intensité du pixel, la température de la caméra et l’intensité lumineuse. Image Scale [pixel/mm]: Number of optical el- Échelle de l’Image [pixel/mm]: Nombre ements (pixels) used to record an image of a d’éléments optiques (pixels) utilisé pour en- region of physical length. The image scale can registrer une image d’une longueur physique be used to convert from the image pixel size d’une région. L’échelle de l’image peut être to physical units (e.g. meter). utilisée pour convertir la taille du pixel d’une image en unités physiques (par exemple : le mètre). Note 1: The image scale varies with position in an Note 1: L’échelle de l’image varie avec la posi- image. In 2D-DIC, with a single camera tion dans l’image. En CIN-2D, avec une perpendicular to the test piece, the vari- caméra perpendiculaire à l’éprouvette, la ation tends to be small, since the vari- variation tend à être faible, celle-ci étant ation is the result of lens distortions. In le résultat de la distortion de la lentille. stereo-DIC, where the cameras are angled En stéréo CIN, où les caméras ont un an- with respect to the surface of interest, the gle avec la zone de mesure, la variation de variation in image scale is much larger. l’échelle de l’image est plus importante. This is the result of a combination of the C’est le résultat d’une combinaison des lens distortions and the perspective effect distortions du système optique et d’un ef- (which is reversed in the left and right fet de perspective (dont les côtés droit et images). For stereo-DIC systems, the av- gauche de l’image sont inversés). Pour les erage image scale of the ROI shall be re- systèmes stéréo CIN, l’échelle moyenne ported. de l’image devra être reportée. Interpolant: Interpolation function used to calcu- Interpolation: Fonction(s) utilisée(s) pour décrire late the subpixel changes within the subset le déplacement en tout point d’une même im- shape function transformation subject to the agette. matching criteria during the correlation calcu- lation. Matching Criterion: Mathematical formulation Critère de Corrélation: La formulation mathé- used to calculate the quality metric of the cal- matique utilisée pour calculer une métrique de 4
culated displacement field based on the under- qualité du champ de déplacement à partir des lying image data. Also commonly referred to données issues des images sous-jacentes. La as “correlation criterion.” solution de la CIN minimise cette quantité. Aussi appelé communément “critère de corre- spondance”. Note 1: Common matching criteria include, but Note 1: Les critères de corrélation courants inclu- are not limited to, sum of square differ- ent, entre autres, la méthode des résidus ences (SSD), normalized sum of square au sens des moindres carrés (SSD), la differences (NSSD), zero-normalized sum méthode des résidus normalisés au sens of square differences (ZNSSD) and cross- des moindres carrés (NSSD), la somme correlation (CC). normalisée à zéro (ZNSSD) et la corréla- tion croisée (CC). Noise-Floor: [See Resolution of a Quantity-of- Niveau de Bruit: [Voir Résolution d’une Quantité Interest.] d’Intérêt.] Pattern Feature Size [pixel]: Characteristic Taille Caractéristique des Taches d’un length (e.g. diameter) of DIC pattern features Mouchetis [pixel]: Longueur caractéris- in the image data, reported in terms of pixels. tique des taches du mouchetis de CIN dans l’image numérique, exprimée en pixels. Note 1: For DIC patterns that consist of primar- Note 1: Pour le motif utilisé en CIN qui est prin- ily circular features (i.e. speckles), the cipalement constitué de taches de forme pattern feature size is sometimes referred circulaire (le mouchetis), la taille carac- to as the “speckle size.” téristique du motif est en fait appelée Note 2: If a range of feature sizes exist in the “taille du mouchetis”. image, the mean size and an indication Note 2: S’il existe toute une gamme de tailles de of the distribution of sizes (e.g. mini- ces taches dans l’image, la taille moyenne mum and maximum, or standard devi- et une indication de la distribution des ation) should be reported. tailles (par exemple, minimum et maxi- Note 3: Physical size of the features can be cal- mum, ou écart type) devraient être sig- culated by dividing by the image scale. nalées. Note 4: The spatial frequency of the pattern can Note 3: La taille physique des taches peut être be determined as the inverse of the pat- calculée en la divisant par l’échelle de tern feature size (e.g. 1/(pattern feature l’image. size)). Note 4: La fréquence spatiale du motif peut être déterminée comme étant l’inverse de la taille de l’élément de motif (par exemple, 1 / (taille caractéristique des taches)). Pixel: Region over which the image data is aver- Pixel: Région sur laquelle les données de l’image aged and quantized. There is a resulting gray sont moyennées et quantifiées. Il en résulte level or number of counts at each pixel rela- un niveau de gris ou une valeur pour chaque tive to some underlying input, usually optical pixel par rapport à une entrée, généralement intensity. une intensité lumineuse. Quantity-of-Interest (QOI): An attribute or Quantité d’Intérêt (QdI): Un attribut ou une property of a test piece that may be distin- propriété d’une éprouvette pouvant être dis- guished qualitatively and determined quanti- tingué qualitativement et déterminé quantita- 5
tatively [1], which a person seeks to character- tivement [1], qu’une personne cherche à carac- ize by performing a particular test. tériser en effectuant un test particulier. Note 1: QOIs may be both direct measurements Note 1: Les QdIs peuvent être des mesures di- or derived quantities. With respect to rectes ou des quantités dérivées. En ce DIC, common QOIs are shape, curva- qui concerne la CIN, les QdIs courantes ture, displacement, velocity, acceleration, sont la forme, la courbure, le déplace- strain, strain-rate, etc. ment, la vitesse, l’accélération, la défor- mation, le taux de déformation, etc. Quantization Level [bits]: Number of bits used Niveau de Quantification [bits] Nombre de bits to record the gray level at each pixel. This utilisés pour enregistrer le niveau de gris de may be light intensity for optical images, X- chaque pixel. Cela peut être : l’intensité lu- ray density for computed tomography, or any mineuse des images, la densité des rayons X de other information encoded as image contrast la tomodensitométrie ou de toute autre infor- (image data). (A height map in an atomic mation codée en tant que contraste d’image force microscope is an example of a different (image numérique). (Une carte de hauteur type of “image data”.) dans un microscope à force atomique est un exemple d’un type différent de “données d’image”.) Region-of-Interest (ROI) of the Test Piece Région d’intérêt (RdI) de l’éprouvette [mm × [mm × mm]: The portion of surface of the mm]: La partie de la surface de l’éprouvette test piece that is used for analysis. utilisée pour l’analyse. Note 1: The term “area-of-interest” is some- Note 1: Les termes “aire d’intérêt” et “région times used interchangeably with the term d’intérêt” sont parfois utilisés indifférem- “region-of-interest.” ment avec le terme “zone de mesure”. Note 2: The region may be of any arbitrary Note 2: La zone peut avoir n’importe quelle forme shape, and may change shape in consec- et peut changer de forme dans des images utive images. consécutives. Note 3: The term “region-of-interest” can refer to Note 3: Le terme “zone de mesure” peut désigner either a portion of the test piece or the une partie de l’éprouvette ou la partie corresponding portion of an image, and correspondante d’une image, le contexte context typically is sufficient to distin- permettant généralement de distinguer guish between the two demarcations. les deux démarcations. Region-of-Interest (ROI) of the Image [pixel Région d’intérêt (RdI) de l’Image [pixel × × pixel]: The portion of the image corre- pixel]: La partie de l’image correspondant à sponding to the region-of-interest of the test la région d’intérêt de l’éprouvette. piece. Note 1: The term “area-of-interest” is some- Note 1: Les termes “aire d’intérêt” et “région times used interchangeably with the term d’intérêt” sont parfois utilisés indifférem- “region-of-interest.” ment avec le terme “zone de mesure”. Note 2: All QOIs are measured or derived using Note 2: Toutes les QdIs sont mesurées ou cal- the image data that comes from the ROI culées à l’aide des données d’image of the image. provenant de la RdI de l’image. Note 3: The term “region-of-interest” can refer to Note 3: Le terme “zone de mesure” peut désigner either a portion of the test piece or the une partie de l’éprouvette ou la partie 6
corresponding portion of an image, and correspondante d’une image, le contexte context typically is sufficient to distin- permettant généralement de distinguer guish between the two demarcations. les deux démarcations. Resolution, Image [pixel × pixel]: Total num- Résolution, Image [pixel × pixel]: Le nom- ber of pixels contained in an image, typically bre total de pixels contenus dans une image, reported as the width by height of the detector généralement affiché comme les dimensions en array in pixels. pixels (largeur par hauteur) de la matrice du capteur de la caméra en pixels. Note 1: Image resolution should not be confused Note 1: La résolution de l’image ne doit pas être with optical resolution or spatial resolu- confondue avec la résolution optique ou tion. la résolution spatiale. Resolution, Optical [line pair / mm]: The abil- Résolution Optique [paire de lignes / mm]: ity of an imaging system to resolve detail in the La capacité d’un système d’enregistrement object being imaged. d’images à résoudre les détails d’une image lors de l’enregistrement. Note 1: Optical resolution is typically measured Note 1: La résolution optique est généralement from images of a resolution target. mesurée à partir d’images d’une mire de résolution. Resolution, Spatial [pixel]: The minimum dis- Résolution Spatiale [pixel]: La distance mini- tance between two localized features that can male entre deux entités localisées pouvant être be independently resolved. résolues indépendamment. Note 1: This definition might be counter intu- Note 1: Cette définition peut être contre- itive, in that a smaller resolution value intuitive, dans la mesure où une valeur is desireable, whereas a larger resolution de résolution plus petite est souhaitable, value is generally less desirable. These tandis qu’une valeur de résolution trends are opposite those of image reso- plus grande est généralement moins lution and optical resolution. souhaitable. Ces tendances sont op- Note 2: For the current edition of this guide, the posées à celles de la résolution d’image concept of spatial resolution is defined et de la résolution optique. as above; however, a unified method to Note 2: Pour la présente édition de ce guide, le determine the spatial resolution of DIC concept de résolution spatiale est défini measurements is a current topic of inter- comme ci-dessus. Cependant, une méth- est for iDICs, and iDICs is actively ex- ode unifiée permettant de déterminer la ploring this concept in more detail. résolution spatiale des mesures CIN est un sujet d’actualité pour iDICs, et iDICs explore activement ce concept plus en dé- tail. Resolution Target: An object with features of Mire d’Étalonnage: Un objet présentant specified width and/or spacing, used to de- des amers (ou marqueurs) de taille et termine the optical resolution of an imaging d’espacement spécifiques et connus, utilisé system. pour déterminer la résolution optique d’un système d’acquisition d’images. 7
Note 1: Two common resolution targets are the Note 1: Il existe deux mires de résolution de 1951 USAF resolution target or the référence qui sont : (1) mire de résolution Siemens star, which can be purchased USAF de 1951 ou (2) l’étoile Siemens, from major optics companies. See qui peuvent être achetées auprès https://en.wikipedia.org/wiki/ de grandes sociétés d’optique. Voir 1951_USAF_resolution_test_chart https://en.wikipedia.org/wiki/ and https://en.wikipedia.org/wiki/ 1951_USAF_resolution_test_chart Siemens_star for more information. et https://en.wikipedia.org/wiki/ Siemens_star pour plus d’information. Resolution of a Quantity-of-Interest: The Résolution d’une Quantité d’Intérêt: La threshold value of a QOI below which mea- valeur de seuil d’une QdI en dessous de laque- surements are indistinguishable from noise, lle les mesures sont impossibles à distinguer du and above which measurements are significant. bruit et au-dessus de laquelle les mesures sont significatives. Note 1: The phrase “Resolution of a QOI” is used Note 1: L’expression “Résolution d’une QdI” est interchangeably with the phrase “noise- utilisée de manière interchangeable avec floor” in this guide. l’expression “niveau de bruit” dans ce Note 2: The noise-floor is typically defined as a guide. multiple of the standard deviation (ei- Note 2: Le niveau de bruit est généralement défini ther spatial or temporal) of the QOI com- comme un multiple de l’écart type (spa- puted under conditions in which the QOI tial ou temporel) de la QdI calculée dans should be zero. des conditions où la QdI devrait être zéro. Note 3: The noise-floor reflects only the random Note 3: Le niveau de bruit reflète uniquement variance error of the QOI, and does not l’erreur aléatoire d’une QdI, et ne reflète reflect any systematic bias errors that aucune erreur systématique. Voir Sec. may be present in the QOI. See Sec. 5.4 5.4 pour plus d’information sur les er- for more information on variance versus reurs aléatoires et systémiques. bias errors. Shape Function, Strain: Analytic equation that Fonction de Forme de Déformation: is fit, in a least-squares sense, to the displace- L’équation paramétrique qui est ajustée, ment data within the strain window. Strains au sens des moindres carrés, aux données de are computed from the derivatives of this déplacement dans la fenêtre de déformation. equation. Les déformations sont calculées à partir des dérivées de cette équation. Note 1: The strain shape function should not be Note 1: La fonction de forme de déformation ne confused with the subset shape function. doit pas être confondue avec la fonction Note 2: Not all methods of computing strain in- de forme des imagettes. voke a strain shape function. Note 2: Toutes les méthodes de calcul de la dé- formation n’invoquent pas une fonction de forme de déformation. Shape Function, Subset: Equation used to de- Fonction de Forme d’Imagette: L’équation util- scribe the displacement field within a subset. isée pour décrire le champ de déplacement dans une imagette. 8
Note 1: Affine (linear) is the most common subset Note 1: La fonction affine (linéaire) d’imagette shape function, but higher ordered imple- est la fonction de forme de déformation la mentations are also used. plus courante, mais des fonctions d’ordre Note 2: The subset shape function should not be plus élevé sont également utilisées. confused with the strain shape function. Note 2: La fonction de forme d’imagette ne doit pas être confondue avec la fonction de forme de déformation. Stand-Off Distance [m]: The distance between Distance de Mesure [m]: Distance entre the aperture of the lens and the test specimen. l’ouverture de l’objectif et l’éprouvette. Stereo-Angle [degree]: In a stereo-DIC system, Angle des Caméras [degré]: Dans un système the included angle between the optical axis of stéréo CIN, l’angle formé par les axes optiques each of the two camera systems (i.e. camera de chacun des deux systèmes d’acquisition des and lens). images (caméra et objectif). Stereo-Plane: In a stereo-DIC system, the plane Plan de Mesure: Dans un système stéréo CIN, formed by the optical axes of the two camera le plan formé par les axes optiques des deux systems (i.e. camera and lens). systèmes d’acquisition des images (caméra et objectif). Step Size, Lstep [pixel]: The spacing of pixel grid Taille du Pas, Lpas [pixel]: L’espacement entre points at which the subset displacements are deux centres de subsets consécutifs, exprimé calculated. That is, there will be a displace- en pixel. Les calculs de déplacement se font à ment solution at every step in the ROI. chacun de ces pas dans la RdI. Note 1: The step size is also sometimes reported Note 1: L’interval de mesure est aussi défini as overlap. For example, 50% overlap comme un chevauchement. Par exem- means a step size of half the subset size. ple, un chevauchement de 50% signifie une distance entre deux points de mesure égale à la moitié de la taille de l’imagette. Subset: Portion of the image that is used to calcu- Imagette: Partie de l’image qui est utilisée pour late one 3D coordinate value, or one displace- calculer les valeurs des coordonnées 3D ou une ment value. valeur de déplacement. Note 1: Center point displacement is commonly Note 1: Le déplacement du point central de reported, although other parameters may l’imagette est généralement retenu, bien be available via the subset shape func- que d’autres paramètres puissent être tion. disponibles via la fonction de forme de l’imagette. Subset Size, Lsubset [pixel]: Length of the subset Taille de l’Imagette, Limagette [pixel]: La in the reference image. longueur de l’imagette dans l’image de référence. 9
Note 1: Subsets are typically square or circular Note 1: Les imagettes sont généralement carrées (in the reference image), and thus a sin- ou circulaires (dans l’image de référence), gle length is sufficient to define the sub- une seule longueur suffit pour définir set size. Some software, however, permits cette taille de l’imagette. Certains logi- rectangular subsets; in this case, dimen- ciels permettent cependant des sous- sions of both sides of the rectangle should ensembles rectangulaires, dans ce cas, be given to define the subset size. les dimensions des deux côtés du rectan- gle doivent être indiquées pour définir la taille du sous-ensemble. Virtual Strain Gauge (VSG): The local region Jauge de Déformation Virtuelle (JDV): La ré- of the image that affects the strain value at a gion locale de l’image qui affecte la valeur de specific location. déformation à un emplacement spécifique. Note 1: The VSG is analogous to — but not ex- Note 1: La JDV est analogue à — mais pas ex- actly equal to — the physical area that a actement égale à — la zone physique physical strain gauge would cover. qu’une jauge de déformation physique couvrirait. Virtual Strain Gauge Size, LV SG [pixel]: Char- Taille de la Jauge de Déformation Virtuelle, acteristic length of the virtual strain gauge. LJDV [pixel]: La longueur caractéristique de la jauge de déformation virtuelle. Note 1: Virtual strain gauges are typically Note 1: Les jauges de déformation virtuelles square, circular, or hexagonal, and the sont généralement carrées, circulaires ou size of the VSG is given by the charac- hexagonales, et la taille de la JDV est teristic length of the VSG (i.e. one side donnée par la longueur caractéristique de of the square, the diameter of the circle, la JDV (c’est-à-dire un côté du carré, le or the effective diameter of the hexagon). diamètre du cercle ou le diamètre effec- The VSG size is specified in terms of the tif de l’hexagone). La taille de la JDV number of pixels that span the character- est spécifiée en termes de nombre de pix- istic length of the VSG. els couvrant la longueur caractéristique Note 2: The size of the VSG depends on the de la JDV. strain calculation method and user- Note 2: La taille de la JDV dépend de la méth- defined parameters such as step size, sub- ode de calcul de la déformation et des set size, strain window, filter window, paramètres définis par l’utilisateur tels strain shape function, weighting func- que la taille du pas, la taille de l’imagette, tions, and subset shape function. An la fenêtre de déformation, la fenêtre de estimate for the size of the VSG, if filtrage, la fonction de forme de défor- Lwindow > 0, is given by Eqn. 7.1, where mation, les fonctions de pondération et Lwindow is the window size (of either the la fonction de forme de l’imagette. Une strain window or of the filter window), estimation de la taille de la JDV, si Lstep is the step size, and Lsubset is the Lf enêtre > 0, est donnée par Eqn. 7.1, subset size. où Lf enêtre est la taille de la fenêtre (de la fenêtre de déformation ou de la fenêtre de filtrage), Lpas est la taille du pas, et LV SG = (Lwindow − 1) Lstep + Lsubset Limagette est la taille de l’imagette. (7.1) LJDV = (Lf enêtre − 1) Lpas + Limagette (7.1) 10
Note 3: To determine the VSG size in terms of Note 3: Pour déterminer la taille de la jauge de physical units, the VSG size must be di- déformation virtuelle en termes d’unités vided by the average image scale. physiques, vous devez la diviser par l’échelle moyenne de l’image. Weighting Function: Mathematical device used Fonction de Pondération: Une fonction mathé- to give some elements more influence on a re- matique utilisée pour donner à certains élé- sult than other elements, based on the spatial ments plus d’influence sur un résultat que location of the elements. d’autres éléments, basée sur la localisation spatiale de ces éléments. Note 1: Common weighting functions are square Note 1: Les fonctions de pondération communes or uniform (which weights all elements sont les fonctions carrées ou uniformes equally) or Gaussian (which weights el- (qui pondèrent tous les éléments de ements closer to the center point of in- manière égale) ou les fonctions gaussi- terest more heavily than elements farther ennes (qui donnent de poids aux éléments from the center point of interest). proches du centre de l’imagette qu’à ceux Note 2: A subset weighting function is used to situés plus loin du centre). weight the intensities of the pixels con- Note 2: Une fonction de pondération d’imagette tained within the subset when perform- est utilisée pour pondérer le poids des ing subset matching. pixels contenus dans cette imagette lors Note 3: A strain weighting function is used to de la mise en correspondance de ces im- weight the displacement data points agettes. within the strain window when comput- Note 3: Une fonction de pondération de la dé- ing strain. formation est utilisée pour pondérer les Note 4: A filter weighting function is used to points de données de déplacement dans weight the data within a filter window le champ de déformation lors du calcul when applying a spatial data filter. de la déformation. Note 4: Une fonction de pondération de filtre est utilisée pour pondérer les données dans une fenêtre de filtre lors de l’application d’un filtre de données spatiales. Window, Filter: Local region of the ROI of the Fenêtre, Filtre : Une région locale de la RdI, image, containing a finite number of data contenant un nombre fini de points de don- points, that is used for local spatial filters of nées, utilisée pour les filtres spatiaux locaux DIC data. des données de CIN. Note 1: See Window Size for information about Note 1: Voir la taille de la fenêtre pour plus the filter window size. d’informations sur la taille de la fenêtre du filtre. Window Size, Lwindow [data point]: Character- Taille de la Fenêtre, Lf enetre [point de don- istic length of a local region of data points (e.g. nées]: La longueur caractéristique d’une ré- a filter window or a strain window). gion locale de points de données (par exemple, une fenêtre de filtre ou une fenêtre de défor- mation). Note 1: Strain and filter windows are typically Note 1: Les fenêtres de déformation et de filtre square, circular, or hexagonal, and the sont généralement carrées, circulaires ou 11
size of the window is given by the char- hexagonales. La taille de la fenêtre est acteristic length of the window (i.e. one donnée par la longueur caractéristique side of the square, the diameter of the de la fenêtre (un côté du carré, le di- circle, or the effective diameter of the amètre du cercle ou le diamètre effectif hexagon). The window size is specified in de l’hexagone). La taille de la fenêtre est terms of the number of data points that spécifiée en termes de nombre de points span the characteristic length of the win- de données couvrant la longueur carac- dow. Windows are typically symmetric téristique de la fenêtre. Les fenêtres sont and centered at a data point; thus, win- généralement symétriques et centrées sur dow sizes are typically odd integers. un point de données. Ainsi, les tailles de Note 2: The window size in terms of pixels, fenêtre sont généralement des entiers im- L∗window , is given by Eqn. 7.2, where pairs. Lwindow is the window size in terms of Note 2: La taille de la fenêtre en pixels, L∗f enêtre , data points, and Lstep is the step size. est donnée par Eqn. 7.2, où Lf enêtre est la taille de fenêtre en termes de points de L∗window = (Lwindow − 1) Lstep (7.2) données et Lpas est la taille du pas. Note 3: To determine the window size in terms of L∗f enêtre = (Lf enêtre − 1) Lpas (7.2) physical units, the window size in terms of pixels must be divided by the average Note 3: Pour déterminer la taille de la fenêtre en image scale. unités physiques, la taille de la fenêtre en pixels doit être divisée par la taille moyenne de l’échelle de l’image. Window, Strain: Local region of the ROI of the Fenêtre, Déformation : Une région locale de la image, containing a finite number of data RdI de l’image, contenant un nombre fini de points, that is used to calculate strain. points de données, utilisée pour calculer la dé- formation. Note 1: Not all methods of computing strain in- Note 1: Toutes les méthodes de calcul de la dé- voke a strain window. formation n’invoquent pas une fenêtre de Note 2: See Window Size for information about déformation. the strain window size. Note 2: Voir Taille de la Fenêtre pour des infor- mations sur la taille de la fenêtre de dé- formation. 12
References Références [1] JCGM Member Organizations (2012) International Vocabulary of Metrology — Basic and General Concepts and Associated Terms (VIM). Edition 3. Vol 200. BIPM. https://www.bipm.org/en/publications/guides/ vim.html. [2] Sutton, M.A., Orteu, J.J., Schreier, H. (2009) Image Correlation for Shape, Motion and Deformation Mea- surements. Springer US. https://doi.org/10.1007/978-0-387-78747-3. 13
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