本發(fā)明涉及一種圖像處理方法，具體為基于matlab和pcc的顆粒運(yùn)動圖像后處理方法。

背景技術(shù)：

1、離心泵作為廣泛應(yīng)用的流體輸送設(shè)備，其性能和效率直接影響到相關(guān)工業(yè)流程的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)運(yùn)輸介質(zhì)中存在固體顆粒時，會導(dǎo)致離心泵過流部件遭受到嚴(yán)重的破壞，降低泵的壽命和運(yùn)行性能，因此在離心泵性能分析和優(yōu)化過程中，對泵內(nèi)流體中顆粒的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和分析至關(guān)重要。高速攝像機(jī)能夠捕獲泵內(nèi)顆粒的高速運(yùn)動圖像，為更準(zhǔn)確的研究顆粒運(yùn)動特征，探索顆粒輸送規(guī)律，對可視化實驗獲得的顆粒運(yùn)動圖像進(jìn)行處理，但這些圖像往往包含大量噪聲和冗余信息，需要通過有效的后處理方法來提取有價值的信息。傳統(tǒng)的圖像處理方法在處理這類復(fù)雜顆粒運(yùn)動圖像時存在諸多不足，如處理速度慢、精度低、操作復(fù)雜等。因此，亟待提出一種基于matlab和pcc的顆粒運(yùn)動圖像后處理方法，以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種基于matlab和pcc的顆粒運(yùn)動圖像后處理方法，該方法應(yīng)能實現(xiàn)對顆粒圖像的快速、準(zhǔn)確分析，為離心泵的性能分析和優(yōu)化提供有力支持。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種基于matlab和pcc的顆粒運(yùn)動圖像后處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

4、s1:圖像采集：通過高速攝像設(shè)備獲取離心泵內(nèi)顆粒流動的高速圖像數(shù)據(jù)；其中高速圖像數(shù)據(jù)的分辨率和幀率分別為1280×800和8700fps；

5、s2:pcc預(yù)處理：將高速圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入到pcc軟件中，對高速圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括濾波去噪、圖像增強(qiáng)、初步分割步驟，以提高圖像質(zhì)量；

6、所述圖像預(yù)處理，還包括對圖像進(jìn)行尺寸調(diào)整、旋轉(zhuǎn)校正處理，以進(jìn)一步提高圖像處理的精度和效率；

7、s3:matlab后處理：將pcc預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入到matlab軟件中進(jìn)一步處理，進(jìn)行顆粒識別、特征提取、數(shù)據(jù)分析；

8、所述進(jìn)一步處理是：首先利用matlab中的圖像處理算法對顆粒進(jìn)行識別與跟蹤，提取顆粒的位置、速度、尺寸參數(shù)后儲存在matlab的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中；最后用matlab的圖像處理工具箱進(jìn)行所述的顆粒識別、特征提取與數(shù)據(jù)分析。

9、所述顆粒識別與跟蹤，包括基于形態(tài)學(xué)處理的顆粒分割算法、基于光流法的顆粒跟蹤算法以及基于機(jī)器學(xué)習(xí)的顆粒特征提取與分類算法。

10、s4:結(jié)果輸出與可視化：將處理結(jié)果以圖像、數(shù)據(jù)表格等形式輸出，利用matlab的繪圖功能將識別結(jié)果以圖表、報告形式進(jìn)行可視化展示，展示顆粒的運(yùn)動軌跡、速度分布信息，以便對離心泵內(nèi)顆粒的流動特性進(jìn)行深入研究和評估；

11、所述處理結(jié)果包括顆粒的數(shù)量、類型、位置信息；

12、所述可視化展示的圖表和報告，包括顆粒的顆粒軌跡追蹤圖、速度矢量圖，以及基于這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析結(jié)果。

13、本發(fā)明的有益效果是：通過結(jié)合matlab的編程靈活性和pcc平臺的高效計算能力，提高了離心泵內(nèi)高速流動顆粒圖像的處理精度和準(zhǔn)確性，實現(xiàn)了對顆粒運(yùn)動軌跡的精確捕捉和跟蹤，提供了可視化功能，便于用戶深入分析和理解泵內(nèi)流動特性，該方法在流體力學(xué)、材料科學(xué)及化工等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值。

技術(shù)特征：

1.一種基于matlab和pcc的顆粒運(yùn)動圖像后處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟s1中高速圖像數(shù)據(jù)的分辨率和幀率分別為1280×800和8700fps。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：所述步驟s3中的進(jìn)一步處理是：首先利用matlab中的圖像處理算法對顆粒進(jìn)行識別與跟蹤，提取顆粒的位置、速度、尺寸參數(shù)后儲存在matlab的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中；最后用matlab的圖像處理工具箱進(jìn)行所述的顆粒識別、特征提取與數(shù)據(jù)分析。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：所述步驟s4中的處理結(jié)果包括顆粒的數(shù)量、類型、位置信息。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：所述步驟s2中的pcc圖像預(yù)處理，還包括對圖像進(jìn)行尺寸調(diào)整、旋轉(zhuǎn)校正處理，以進(jìn)一步提高圖像處理的精度和效率。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：所述步驟s3中的顆粒識別與跟蹤，包括基于形態(tài)學(xué)處理的顆粒分割算法、基于光流法的顆粒跟蹤算法以及基于機(jī)器學(xué)習(xí)的顆粒特征提取與分類算法。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：所述步驟s4中可視化展示的圖表和報告，包括顆粒的顆粒軌跡追蹤圖、速度矢量圖，以及基于這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析結(jié)果。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種圖像處理方法，目的是提供一種基于MATLAB和PCC的顆粒運(yùn)動圖像后處理方法，該方法應(yīng)能實現(xiàn)對顆粒圖像的快速、準(zhǔn)確分析，為離心泵的性能分析和優(yōu)化提供有力支持。技術(shù)方案是一種基于MATLAB和PCC的顆粒運(yùn)動圖像后處理方法，其特征在于，包括以下步驟：S1:圖像采集；S2:PCC預(yù)處理；S3:MATLAB后處理；S4:結(jié)果輸出與可視化。

技術(shù)研發(fā)人員：李昳,李瀟勇,林哲,朱祖超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30