[發(fā)明專利]一種精確快速處理液滴鋪展圖像的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710474464.X
• 申請(qǐng)日: 2017-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN107403031A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鵬飛;王鎖芳;牛佳佳;夏子龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所32237
• 代理人: 賀翔

1.一種精確快速處理液滴鋪展圖像的方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟1），采用補(bǔ)光燈與高速攝影儀相對(duì)布置的方式、通過高速攝影儀對(duì)液滴在壁面的鋪展過程進(jìn)行圖像采集，以獲取清晰的液滴撞擊壁面的鋪展圖像集；

步驟2），基于Matlab軟件利用加權(quán)平均的方法對(duì)步驟1）中獲取的鋪展圖像集進(jìn)行灰度處理，處理過后圖像的灰度值為0~255；

步驟3），基于Matlab軟件對(duì)步驟2）獲取的灰度圖像集進(jìn)行二值圖像處理，使用閾值變換法，根據(jù)灰度圖像中液滴邊界的灰度值設(shè)定閾值，使液滴與環(huán)境的交界線兩側(cè)附近區(qū)域灰度值分別為0和1；

步驟4），在步驟3）處理后的二值圖像集中選取液滴撞擊壁面前一時(shí)刻的二值圖像，查看并獲取該二值圖像最低像素點(diǎn)的橫坐標(biāo)X_bc和最高像素點(diǎn)的橫坐標(biāo)X_tc；

如果該二值圖像中同時(shí)存在若干個(gè)最低像素點(diǎn)，則選取其中心的最低像素點(diǎn)的橫坐標(biāo)作為X_bc，如果該二值圖像中同時(shí)存在若干個(gè)最高像素點(diǎn)，則選取其中心的最高像素點(diǎn)的橫坐標(biāo)作為X_tc；

步驟5），在步驟3）處理后的二值圖像集中選取液滴鋪展特征二值圖像，液滴在壁面上呈現(xiàn)清晰倒影的圖像為特征圖像，液滴與倒影的交界面為液滴鋪展的壁面像素點(diǎn)位置Y_c，即液滴撞擊中心像素點(diǎn)縱坐標(biāo)；

步驟6），讀取步驟3）處理后的二值圖像集，對(duì)其中的每一幅二值圖像：

步驟6.1），基于Matlab軟件計(jì)算液滴的接觸線半徑和直徑：

定義接觸線左邊界為壁面像素點(diǎn)位置Y_c與液滴左側(cè)邊緣的交接線，通過while循環(huán)進(jìn)行查值得到左邊界像素點(diǎn)橫坐標(biāo)X_l和右邊界像素點(diǎn)橫坐標(biāo)X_r，結(jié)合橫坐標(biāo)X_bc得到該時(shí)刻液滴接觸線的左像素半徑R_l、右像素半徑R_r和接觸線像素直徑D(t)；

步驟6.2），基于Matlab軟件計(jì)算液滴上表面中心高度：

定義液滴上表面高度為液滴上表面最高像素點(diǎn)與撞擊壁面的垂直距離，通過while循環(huán)進(jìn)行查值得到橫坐標(biāo)X_tc所對(duì)應(yīng)的液滴上表面像素點(diǎn)的縱坐標(biāo)Y_t，結(jié)合壁面像素點(diǎn)位置Y_c可得該時(shí)刻液滴上表面的中心像素高度H(t)；

步驟6.3），在相同圖像分辨率下，經(jīng)過像素比例標(biāo)定得到該二值圖像的液滴真實(shí)鋪展左半徑R_l’、右半徑R_r’、直徑D’(t)和液滴上表面真實(shí)中心高度H’(t)；

步驟7），通過for循環(huán)和zeros函數(shù)以矩陣的方式列出每幅二值圖像的液滴鋪展半徑、直徑、液滴上表面的中心高度、圖像幀數(shù)和鋪展時(shí)間。