[发明专利]一种非球形气泡的等效粒径转换方法

摘要

本发明公开了一种非球形气泡的等效粒径转换方法，针对每一个气泡轮廓计算质心坐标，以所述质心为坐标原点，建立平面直角坐标系，分别计算出所述气泡轮廓在X轴和Y轴方向上的半径所对应的像素个数，并分别记为r_x、r_y；分别选择r_x和r_y作为所述气泡轮廓在空间直角坐标系中Z轴方向上的半径所对应的像素个数r_z，按照椭球计算公式计算出两个椭球体积，并求取两个椭球体积的平均值作为所述非球形气泡的体积；利用球形体积公式计算出所述非球形气泡的等效粒径。本发明可以实现对二维微小非球体气泡图像的三维等效体积计算，并能降低等效转换过程中的误差，提高体积的计算精度，进而提高等效球体气泡粒径的精度。

主权项

1.一种非球形气泡的等效粒径转换方法，其特征在于，包括：拍摄待测水体，获取气泡图像，并提取出气泡轮廓；针对每一个气泡轮廓，计算所述气泡轮廓的质心坐标，公式如下：其中，(xc,yc)是质心坐标，Nb是轮廓边界像素点的总数，(xi,yi)是轮廓边界点的坐标；以所述质心为坐标原点，建立平面直角坐标系，分别计算出所述气泡轮廓在X轴和Y轴方向上的半径所对应的像素个数，并分别记为rx、ry；若r_x≠r_y，则判定所述气泡为非球形气泡，分别选择r_x和r_y作为所述气泡轮廓在空间直角坐标系中Z轴方向上的半径所对应的像素个数r_z，按照椭球计算公式：计算出两个椭球体积；求取两个椭球体积的平均值作为所述非球形气泡的体积V；利用球形体积公式计算出所述非球形气泡的等效粒径所对应的像素个数p'＝r；对气泡粒径进行反演计算，包括以下过程：在分辨率板上设置N个不同宽度等级的条纹组，所述N为大于1的正整数；将所述N个不同宽度等级的条纹组按照其条纹宽度所对应的像素个数以从小到大的顺序依次排列，形成N+1个区间；其中，宽度最小的条纹所对应的像素个数与0形成首区间宽度最大的条纹所对应的像素个数与+∞形成尾区间中间的N‑1个区间由相邻的两个像素个数形成，即将所述分辨率板浸入到水体中，拍摄所述分辨率板上的所述条纹组，形成目标条纹图像；根据所述目标条纹图像计算出目标条纹的宽度所对应的像素个数；针对每一个宽度等级的条纹组，建立目标条纹的宽度与像素个数的对应关系，形成关系模型：其中，i是条纹组编号，d_i是第i个条纹组中的目标条纹的宽度，是宽度为d_i的目标条纹所对应的像素个数，是宽度为d_i的目标条纹所对应的比例因子；判断所述p'落入所述N+1个区间中的哪一个区间内；若所述p'落入首区间内，则利用第1个条纹组所对应的关系模型计算出所述气泡粒径的物理尺寸若所述p'落入尾区间内，则利用第N个条纹组所对应的关系模型计算出所述气泡粒径的物理尺寸若所述p'落入中间的某个区间内，则分别计算所述p'与该区间的两个端点的像素个数的相对误差，并选取相对误差较小的一个像素个数所对应的关系模型计算出所述气泡粒径的物理尺寸j＝i或i+1。