基于凹點(diǎn)檢測與PCA混合降維的氣液兩相流氣泡分割重構(gòu)與流型識(shí)別研究.pdf

1、氣液兩相流廣泛存在于工業(yè)過程中，尤其在氣液傳質(zhì)或反應(yīng)設(shè)備中應(yīng)用更加突出，如精餾塔、鼓泡塔、噴灑塔等。氣相和液相的比例是氣液兩相流系統(tǒng)最重要的參數(shù)之一。氣液比例是否合適直接影響輸出產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，一旦發(fā)生變化則會(huì)引起流阻和流動(dòng)穩(wěn)定性的變化，進(jìn)而引起傳熱性能降低，甚至影響裝置系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致儀器設(shè)備損壞。故而為了控制氣液兩相流的氣液比例，需要對(duì)其定量研究。針對(duì)這些問題，提出了基于凹點(diǎn)檢測與PCA混合降維的氣液兩相流氣泡分割重構(gòu)與流型識(shí)別

2、技術(shù)，并將其應(yīng)用于氣液兩相流實(shí)際研究中，驗(yàn)證了所提方法的有效性。
　　第一章綜述了圖像分割重構(gòu)、多特征提取和降維、氣液兩相流流型測量等技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析了目前關(guān)于圖像分割重構(gòu)和圖像識(shí)別存在的不足，并闡述了本文的研究內(nèi)容和組織框架。
　　第二章分析氣液兩相流圖像的特點(diǎn)，提出了基于邊緣信息的灰度不均勻重疊氣泡輪廓分割方法，基于最大類間方差法進(jìn)行圖像預(yù)處理，根據(jù)Canny邊緣檢測算法，獲取氣泡的輪廓信息，獲得了完整的氣泡輪

3、廓。接著基于Hough直線變換實(shí)現(xiàn)氣液兩相流的流型圖像感興趣區(qū)域自動(dòng)提取，對(duì)圖像進(jìn)行中值濾波和對(duì)比度增強(qiáng)，為后續(xù)特征分析奠定基礎(chǔ)。
　　第三章提出了基于曲線凹凸性變換與圓周擬合的重疊氣泡分割與輪廓重構(gòu)方法，首先對(duì)氣泡圖像預(yù)處理，利用高斯濾波濾除噪聲干擾，依據(jù)自適應(yīng)閾值分離出前景，得到預(yù)分割圖像。然后利用Canny算法提取輪廓，利用高斯函數(shù)平滑曲線，對(duì)輪廓進(jìn)行凹凸性變換特性分析，對(duì)每兩個(gè)凹點(diǎn)進(jìn)行分割路徑選取。最后利用最小二乘圓周擬合

4、插值算法對(duì)重疊部分的氣泡輪廓進(jìn)行重構(gòu)，得到氣泡分割后的重構(gòu)圖像。
　　第四章提出了基于PCA混合特征融合的氣液兩相流流型識(shí)別方法，分析預(yù)處理后的圖像特征，提取相關(guān)的紋理和形狀特征，共提取了不變矩、灰度共生矩和LBP特征三種特征?；赑CA技術(shù)，即主成分分析技術(shù)，將三種特征融合降維后，很大程度保留原有信息不被丟失，有效地降低了數(shù)據(jù)維度。介紹了三種分類器，支持向量機(jī)SVM、概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，輸入三種特征量進(jìn)行分類識(shí)別，為后續(xù)