[發(fā)明專利]一種非侵入評(píng)價(jià)氣液固多相混合過程圖像相似度的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110394272.4
• 申請(qǐng)日: 2021-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN112990351A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖清泰;楊凱;王華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62;G06K9/46
• 代理公司: 北京盛詢知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11901
• 代理人: 陳巍

本發(fā)明公開一種非侵入評(píng)價(jià)氣液固多相混合過程圖像相似度的方法及系統(tǒng)，S1.構(gòu)建氣液固多相混合裝置，在氣液固多相混合裝置一側(cè)設(shè)置圖像采集裝置；S2.通過圖像采集裝置采集氣液固多相混合過程的混合圖像，其中，混合圖像包括第一混合圖像和第二混合圖像；S3.對(duì)混合圖像進(jìn)行灰度處理，獲得第一混合圖像的第一灰度值和第二混合圖像的第二灰度值，基于第一灰度值，通過第二灰度值，構(gòu)建圖像相似度評(píng)價(jià)模型，用于評(píng)價(jià)第一混合圖像和第二混合圖像的相似度，本發(fā)明最大程度保留了圖像信息，能準(zhǔn)確反應(yīng)圖像的相似性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物、化工和濕法冶金工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種非侵入評(píng)價(jià)多相混合過程圖像相似度的方法

背景技術(shù)

RGB色彩模式是工業(yè)界的一種顏色標(biāo)準(zhǔn)，是通過對(duì)紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三個(gè)顏色通道的變化以及它們相互之間的疊加來得到各式各樣的顏色的，RGB即是代表紅、綠、藍(lán)三個(gè)通道的顏色，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)幾乎包括了人類視力所能感知的所有顏色，是目前運(yùn)用最廣的顏色系統(tǒng)之一。

氣液固三相體系是工業(yè)生產(chǎn)過程中一種非常普遍的多相流反應(yīng)或分離體系，在石油、化工、能源和冶金等眾多工業(yè)過程中都有著廣泛的應(yīng)用。強(qiáng)化攪拌混合是許多工藝技術(shù)的關(guān)鍵步驟，在化學(xué)反應(yīng)中，強(qiáng)化攪拌混合是為了加快反應(yīng)進(jìn)程，節(jié)省反應(yīng)時(shí)間；在物理反應(yīng)中，強(qiáng)化混合是為了防止固態(tài)顆粒沉積，使其在液相中達(dá)到懸浮狀態(tài)，降低混合能耗。掌握多相混合效果的好壞，可以做到對(duì)攪拌過程進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，節(jié)省大量的人力、物力、財(cái)力。多相流強(qiáng)化攪拌混合效果的評(píng)價(jià)一直是多相流領(lǐng)域的研究難點(diǎn)之一。

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于多相流攪拌混合效果的評(píng)價(jià)，主要從宏觀和微觀兩個(gè)角度進(jìn)行研究。宏觀評(píng)價(jià)方法有測(cè)量攪拌功率等，微觀評(píng)價(jià)方法有測(cè)定混合過程速度場(chǎng)等。測(cè)量攪拌功率對(duì)混合效果進(jìn)行評(píng)價(jià)不夠精確，測(cè)量各相速度場(chǎng)又過于復(fù)雜。近年來，平面激光誘導(dǎo)熒光(PLIF)測(cè)量方法被廣泛應(yīng)用，該方法不僅可以實(shí)時(shí)顯示流場(chǎng)中每個(gè)平面位置的混合效果差異，還可以直觀清晰地反映混合狀態(tài)隨時(shí)間的變化規(guī)律。一些學(xué)者雖然通過PLIF測(cè)量方法研究了攪拌槽內(nèi)瞬態(tài)的示蹤劑分布、濃度變化以及宏觀混合特性，但是該方法的應(yīng)用具有很強(qiáng)的局限性。對(duì)工質(zhì)選取要求較高。

基于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，亟需一種形象直觀且適用范圍廣的評(píng)價(jià)多相流混合效果的評(píng)價(jià)方法。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種非侵入評(píng)價(jià)氣液固多相混合過程圖像相似度的方法，包括以下步驟：

S1.構(gòu)建氣液固多相混合裝置，在氣液固多相混合裝置一側(cè)設(shè)置圖像采集裝置；

S2.通過圖像采集裝置采集氣液固多相混合過程的混合圖像，其中，混合圖像包括第一混合圖像和第二混合圖像；

S3.對(duì)混合圖像進(jìn)行灰度處理，獲得第一混合圖像的第一灰度值和第二混合圖像的第二灰度值，基于第一灰度值，通過第二灰度值，構(gòu)建圖像相似度評(píng)價(jià)模型，用于評(píng)價(jià)第一混合圖像和第二混合圖像的相似度。

優(yōu)選地，氣液固多相混合過程的混合物為氣液固中兩相或三相混合物。

優(yōu)選地，混合物為透明或半透明液體。

優(yōu)選地，圖像采集裝置為高速攝像機(jī)、視頻錄制裝置或電容層析成像設(shè)備。

優(yōu)選地，圖像相似度評(píng)價(jià)模型的方程表達(dá)式為：

其中，S_grey為第一相似度，A為混合圖像進(jìn)行灰度處理后的灰度值的數(shù)量，y_i是第一灰度值，y_i^*是第二灰度值。

優(yōu)選地，圖像采集裝置為視頻錄制裝置；

通過對(duì)視頻錄制裝置錄制的視頻進(jìn)行圖像分隔，獲得混合圖像。

優(yōu)選地，S3還包括，