曹西成　梅凡民

【摘要】本文詳細介紹了運用Matlab程序軟件，對風洞實驗中獲得的沙粒運動連續(xù)高速攝影圖像進行程序自動疊加的處理方法，以及對所得圖像中運動粒子特征參數(shù)的提取和數(shù)據(jù)的導(dǎo)出途徑。這種方法大大提高了風沙兩相流高速攝影圖像的處理速度，同時最大程度上保持顆粒特征參數(shù)提取的完整性和精確性，為風沙起動的研究提供了一種新的途徑。

【關(guān)鍵詞】Matlab；高速攝影圖像；圖像疊加；顆粒信息提取和導(dǎo)出

0.引言

沙粒起動形式、起動機制是風沙物理學中風沙運動的關(guān)鍵問題，在學術(shù)界中還存在著眾多的爭議[1]。關(guān)于沙粒起動形式和啟動機制的研究主要是通過對兩相流圖像的處理分析來實現(xiàn)。當今兩相流圖像處理有很多方法[2-4]，通過不同的手段和原理來達到顆粒信息的恢復(fù)提取。本文基于Matlab圖像處理知識和Matlab函數(shù)編譯功能[5,6]，總結(jié)整理出一種風沙兩相流高速攝影圖像處理的可行性方法。該方法即提高了圖像處理的效率又保證了信息結(jié)果的準確性和可靠性，是一種適用性廣的風沙圖像處理手段。

1.圖像的自動疊加處理

1.1分析目標文件夾文件結(jié)構(gòu)并賦予代號

使用dir函數(shù)獲得指定文件夾下的所有文件,并存放在文件結(jié)構(gòu)體數(shù)組中，然后循環(huán)處理文件夾里的文件。獲取目標文件夾里的文件結(jié)構(gòu)，利用循環(huán)語句給每個子文件分別賦予一個號，方便接下來對每個文件的調(diào)取處理。

2.軌跡信息提取和數(shù)據(jù)的導(dǎo)出

2.1顆粒信息提取

2.2數(shù)據(jù)導(dǎo)出到Excel表

3.結(jié)語

本文依靠Matlab工具強大的圖像和數(shù)據(jù)處理功能，完成了風沙兩相流高速攝影圖像的自動疊加處理和顆粒信息參數(shù)的人工恢復(fù)提取及數(shù)據(jù)的導(dǎo)出工作。這種圖像處理方法在保證信息提取可靠性的基礎(chǔ)上，又提高了圖像處理的工作效率，同時這種方法具有很廣的適用性，為圖像處理類工作提供參考作用。[科]

【參考文獻】

［１］董治寶，鄭曉靜.中國風沙物理研究五十年(Ⅱ)[J].中國沙漠，2005,25(6):795-812.

［２］王大偉,王元,楊斌.風沙兩相流PIV測量算法研究[J].力學學報,2006,38,(3):305－308.

［３］DELNOIJ E,WESTERWEEL J,DEER N G, et al.Ensemble correlation PIV applied to bubble plumes rising a bubble column[J].Chemical Engineering Science,1999,54:159-171.

［４］蔡毅等.模糊邏輯方法用于氣固兩相流動PTV 測量中的顆粒識別過程[J].Ex

periments and Measurements in Fluid Mechanics,2002,16(2):78-83.

［５］龔純，王正林.Matlab語言常用算法程序集[M].電子工業(yè)出版社，2008.

［６］董霖.Matlab使用詳解[M].電子工業(yè)出版社，2009.