[發明專利]一種船用柴油機多孔噴霧圖像的噴霧貫穿距和錐角自動求解方法

在審

• 申請號: 202011170196.0
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112288710A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 劉龍;趙豪;劉岱;王洋;安琛;劉俊杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/187;G06T7/62;G06T5/00;G06T5/30
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1.一種船用柴油機多孔噴霧圖像的噴霧貫穿距和錐角自動求解方法，其特征是：

(1)對多孔噴霧圖像進行圖像預處理：使用圖像裁剪算法對圖像中無效的黑色邊框進行去除，獲得不包含黑色邊框的矩形圖像，矩形中圓形測試視野與矩形的邊相切，利用雙三次插值算法將由于光線畸變造成的圖像失真進行矯正；

(2)對預處理后的多孔噴霧圖像進行圖像去噪：使用中值濾波算法去除背景中的椒鹽噪聲，利用去孤島算法去除圖像中的孤島噪聲；

(3)對去噪后的圖像進行多孔噴霧的宏觀參數求解：對多孔噴霧的不同油束進行區域劃分，使不同的油束分別屬于不同的區域，在各自的區域內進行噴霧特征識別，獲取噴霧體輪廓，在噴霧輪廓上提取各像素點距離噴孔的距離以及任意兩像素點之間的夾角，從而獲取噴霧貫穿距、噴霧遠場錐角和噴霧近場錐角。

2.根據權利要求1所述的一種船用柴油機多孔噴霧圖像的噴霧貫穿距和錐角自動求解方法，其特征是：對多孔噴霧圖像進行圖像預處理過程中，將RGB圖像灰度化，轉化為灰度圖像同時，利于最大類間差分法確定灰度圖像中噴霧體與背景的閾值，將灰度圖像進行二值化處理。

3.根據權利要求1所述的一種船用柴油機多孔噴霧圖像的噴霧貫穿距和錐角自動求解方法，其特征是：在去除孤島噪聲的過程中，對于預處理后的二值圖像，定義U’x,y(Gray)，為二值圖像中任意一點的像素深度，Gray＝0或1，識別所有Gray＝0的像素點，并獲取該點坐標W(x,y)，Gray＝0的像素點無間隙的組合在一起，構成黑色的連通域L(i)，連通域的面積等于構成該連通域的像素點的個數，表示為SL(i)；在二值圖像上，定義噴霧之前噴油器所在的連通域面積為定值Sinj；噴霧后t時刻噴霧體與噴油器相連，所在的連通域面積為Sspr+inj(t)；任一孤島噪聲所在連通域的面積為Sisland(i)，Sisland(i)Sinj＝Sspr+inj(t)；以Sinj為閾值，對圖像中的所有連通域依次判別，若有SL(i)Sinj,則將L(i)判定為孤島噪聲；若有SL(i)＝Sinj,則將L(i)判定為噴油器或噴霧體，再將孤島噪聲連通域置為背景。

4.根據權利要求1所述的一種船用柴油機多孔噴霧圖像的噴霧貫穿距和錐角自動求解方法，其特征是：在對預處理后的多孔噴霧圖像進行圖像去噪時，對于部分孤島噪聲與噴霧體相互連通形成的半島噪聲進行圖像腐蝕膨脹運算，去除半島以及噴霧邊緣的毛刺狀噪聲，再利用圖像布爾運算去除圖像中的定容彈邊框成像、噴油器體成像的靜態背景。

5.根據權利要求4所述的一種船用柴油機多孔噴霧圖像的噴霧貫穿距和錐角自動求解方法，其特征是：去除半島以及噴霧邊緣毛刺狀噪聲的具體過程為：選取像素長度r作為半徑，并以該半徑創建一個圓形的結構元素SE，圓心為O，使圓心O遍歷圖像中的所有像素點W(x,y)，O位于像素點W₁(x₁,y₁)處時，SE所圍區域內的所有像素點均具有相同的像素深度，則判定像素點W₁(x₁,y₁)不位于噴霧邊界上，不對W₁(x₁,y₁)點進行處理；若SE所圍區域內的所有像素點具有不同的像素深度，則判定像素點W₁(x₁,y₁)位于噴霧邊界上；調整r值，將噴霧邊界上的毛刺半島轉為背景，消除噴霧邊界上的半島噪聲毛刺，同時不對噴霧的原有輪廓做出改變。

6.根據權利要求1所述的一種船用柴油機多孔噴霧圖像的噴霧貫穿距和錐角自動求解方法，其特征是：在對多孔噴霧的不同油束進行區域劃分時，選定噴油器中心點為原點，水平向右為X軸建立角坐標系，以不同的角度范圍劃定不同的噴霧，每束噴霧兩側均由確定角度的射線進行分割，設定噴霧順時針方向的射線夾角為β_N，逆時針方向的射線夾角為α_N，對于確定的第N束噴霧，1＝N＝噴孔數，其所在的角度區間大于射線轉角α_N，小于射線轉角β_N。