摻氣水流特性的圖像測量方法.pdf

1、近年來，隨著計算機技術(shù)和圖像處理技術(shù)的蓬勃發(fā)展，圖像測量作為一種非接觸的、無損的測量方法，在摻氣水流特性的研究中受到廣大科研工作者的青睞。 本課題來源于國家自然科學(xué)基金項目（NO.50079020），使用圖像測量技術(shù)對摻氣水流的特性的測量方法進行研究。本文首先對研究該課題中所構(gòu)建的一個實驗系統(tǒng)進行介紹，從實驗系統(tǒng)的構(gòu)建得出滿足圖像測量要求的環(huán)境設(shè)計。 由于摻氣水流中的氣泡的和水都是無色透明的，這使得拍攝到的氣泡圖像存在對

2、比度低，并且存在光照不均的影響，為了解決光照對分割結(jié)果的影響，達到高精度提取氣泡的目的，本文提出了兩種圖像分割方法。第一種圖像分割方法是基于局部分塊的圖像自適應(yīng)閾值分割方法。首先將圖像均勻地分割成若干子塊，對每個圖像子塊，采用不同閾值進行氣泡提??；然后對不同分塊所獲得的結(jié)果進行綜合，獲得最佳的氣泡提取效果。第二種圖像分割方法是，基于自適應(yīng)局部區(qū)域劃分的閾值分割方法。這是一種雙層動態(tài)閾值法。在第一層中，用基于局部方差得出每個氣泡所在的局部

3、區(qū)域；在第二層中，對在第一層中所得出的局部區(qū)域采用獨立的閾值分別進行氣泡的提取處理，因為局部區(qū)域只包含鄰近的一個或者幾個目標(biāo)物，所以這 種方法可以有效地減小不同目標(biāo)物之間的亮度干擾，達到了高精度分割的要求。 一般說來，圖像分割無法判斷所獲得的氣泡區(qū)域是否存在粘連并對其進行分離，所以本文采用對目標(biāo)物的輪廓進行投影檢測來尋找氣泡粘連處的凹點，并對凹點進行配對以獲得粘連氣泡的分離點對。然后，通過基于分離點對約束的橢圓擬合出來的