[发明专利]同步获取气固两相流速度场的方法和装置

权利要求书

1.一种同步获取气固两相流速度场的方法，其特征在于，包括：

获取对待测流场区域拍摄的多组跨帧图像对；每组所述跨帧图像对包括对待测流场区域连续拍摄得到的两帧图像；

对于每组跨帧图像对，去除跨帧图像对包括的各帧图像中的固相粒子的拖尾，得到去拖尾后的跨帧图像对；

采用滤波算法，对所述去拖尾后的跨帧图像对进行分相，得到滤除气相示踪粒子的固相跨帧图像对和滤除固相粒子的气相跨帧图像对；

根据所述固相跨帧图像对，获取跨帧图像对对应的固相速度场；根据所述气相跨帧图像对，获取跨帧图像对对应的气相速度场；

所述固相跨帧图像对包括第一滤波图像和第二滤波图像；所述根据所述固相跨帧图像对，获取跨帧图像对对应的固相速度场，包括：

对于第一滤波图像中的每一个固相粒子，获取所述固相粒子的第一中心位置，以第一中心位置对应的像素点为中心，获取第一窗口；

根据所述第一中心位置以及预设偏移，得到所述固相粒子在第二滤波图像上预取中心位置，并以所述预取中心位置对应的像素点为中心，获取第二窗口；所述第二窗口的面积大于第一窗口；

根据第一窗口包括的各像素点的灰度值和第二窗口包括的各像素点的灰度值，进行粒子追踪测速PTV互相关计算，得到相对偏移；

根据所述相对偏移和预设偏移之和，得到所述固相粒子在所述第一滤波图像和所述第二滤波图像之间的跨帧位移；

根据跨帧位移，以及所述第一滤波图像和所述第二滤波图像之间拍摄间隔，得到所述固相粒子的速度；

根据各固相粒子的速度，得到跨帧图像对对应的固相速度场。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在去除跨帧图像对包括的各帧图像中的固相粒子的拖尾，得到去拖尾后的跨帧图像对之前，所述方法还包括：

对跨帧图像对包括的各帧图像进行减背景处理，得到减背景后的跨帧图像对；

则去除跨帧图像对包括的各帧图像中的固相粒子的拖尾，得到去拖尾后的跨帧图像对，包括：

去除减背景后的跨帧图像对包括的各帧图像中的固相粒子的拖尾，得到去拖尾后的跨帧图像对。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设偏移包括所述固相粒子在第一方向的预设偏移和第二方向的预设偏移；相对偏移包括所述固相粒子在第一方向的相对偏移和第二方向的相对偏移，跨帧位移包括所述固相粒子在第一方向的跨帧位移和第二方向的跨帧位移；所述第一方向和第二方向垂直；

则根据所述相对偏移和预设偏移之和，得到所述固相粒子在所述第一滤波图像和所述第二滤波图像之间的跨帧位移，包括：

根据所述第一方向的预设偏移与第一方向的相对偏移之和，得到第一方向的跨帧位移，根据所述第二方向的预设偏移与第二方向的相对偏移之和，得到第二方向的跨帧位移。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述去除减背景后的跨帧图像对包括的各帧图像中的固相粒子的拖尾，得到去拖尾后的跨帧图像对，包括：

对于减背景后的跨帧图像对包括的每帧图像，获取图像中灰度值大于第一预设灰度值的像素点组成的多个连通域；

对于每个连通域，获取连通域的最大宽度处对应的各第一目标像素点；

对于每个第一目标像素点，将与所述第一目标像素点的中心位置距离小于或等于目标距离的且属于连通域内的像素点确定为第二目标像素点；所述目标距离为所述最大宽度的一半；

将连通域中的第三目标像素点的灰度值替换为第二预设灰度值，得到去拖尾后的固相粒子，所述第三目标像素点为连通域中除了第二目标像素点剩余的像素点。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对跨帧图像对包括的各帧图像进行减背景处理，得到减背景后的跨帧图像对，包括：

获取拍摄的所有跨帧图像对包括的所有图像的像素点的最小灰度值；

对跨帧图像对包括的每帧图像，将图像包括的每个第一像素点的灰度值减去最小灰度值，得到减背景后的图像。