流态可视化技术研究

论文摘要

该论文针对管流流态测量,运用可视化的手段研究信号传输速度和处理能力、图像的动态性能以及显示图像的清晰度。选题涉及光学照明系统设计；图像获取和图像处理技术在流态检测上的应用。本文的研究工作和取得的创新性成果主要如下：(1)该论文研究了光学照明系统结构。选择了一种新方法来获得激光片光源,消除了前期采集目标模糊的问题,提高了流态图像的清晰程度。(2)利用CCD摄像机获取管道内多相流的流动图像,有效地解决了管流流态可视化动态性能差,画面连续性不好的技术问题。适合于在线实时检测多相流流态。(3)该论文将运动物体跟踪的方法应用于流态图像的处理上。使用三个图像特征量作为衡量图像相减结果的依据,实验证明了这三个特征量分别对物体检测结果的贡献。(4)利用图像处理技术提取图像的边缘特征,根据图像特征,以检测多相流的各种参数。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 流态可视化技术
• 1.1.1 流态可视化技术的概况
• 1.1.2 流态可视化技术的意义和趋势
• 1.1.3 多相流检测技术
• 1.2 流态可视化与图像处理技术
• 1.2.1 图像处理技术概述
• 1.2.2 图像处理的目的
• 1.2.3 流态可视化中的图像处理技术
• 1.3 课题的提出及主要内容安排
• 2 流态图像采集系统
• 2.1 流态图像采集系统构成
• 2.1.1 流态图像采集系统框架
• 2.1.2 基本设计思路
• 2.2 流场实验装置的设计
• 2.3 照明系统设计
• 2.3.1 光源的选择及放大
• 2.3.2 片光源的产生方法
• 2.4 CCD的工作原理及选择
• 2.4.1 面阵CCD与线阵CCD
• 2.4.2 CCD的基本特征参数
• 2.5 图像采集卡及选择
• 3 流态可视化中的图像处理技术
• 3.1 图像灰度修正
• 3.1.1 灰度直方图
• 3.1.2 对度变换
• 3.1.3 灰度均衡
• 3.2 图像几何变换
• 3.2.1 图像镜像
• 3.2.2 图像旋转
• 3.2.3 图像缩放
• 3.3 图像滤波及增强
• 3.3.1 图像平滑滤波
• 3.3.2 图像锐化滤波
• 3.4 图像边缘提取
• 4 流态特征目标跟踪的研究
• 4.1 图像的预处理
• 4.2 背景图像的选择
• 4.3 图像特征的选择
• 4.4 象素分类
• 4.5 阈值选择
• 4.6 实验结果及讨论
• 5 基于VC++的图像处理系统设计
• 5.1 VISUAL C++6.0开发环境
• 5.1.1 VISUAL C++6.0特点
• 5.1.2 MFC类库
• 5.1.3 框架和文档—视结构
• 5.2 图像采集软件平台
• 5.2.1 图像采集部分软件设计
• 5.2.2 图像采集系统的软件实现
• 5.3 图像文件的读取与存储
• 5.3.1 图像文件的读取
• 5.3.2 图像文件的存储
• 5.4 图像处理部分软件设计
• 6 结论
• 7 展望
• 8 参考文献
• 9 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 10 致谢