PIV技術(shù)的算法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)和圖像處理方法的迅猛發(fā)展，粒子圖像測(cè)速儀（Particle Image Velocimetry，簡(jiǎn)稱PIV）和圖像測(cè)量技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。作為一種全流場(chǎng)無接觸瞬時(shí)測(cè)量的工具，PIV和相關(guān)的圖像測(cè)量技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于多相流、紊流和熱流的自動(dòng)測(cè)量，而且具有可靠的精度。本文簡(jiǎn)要地回顧了PIV技術(shù)的一些典型算法和應(yīng)用，研究了基本互相關(guān)算法和基于快速傅立葉變換的互相關(guān)算法?；诳焖俑盗⑷~變換的互相關(guān)算法速度很快，使PIV具備實(shí)時(shí)性成

2、為可能。 但是，傅立葉變換本身的局限性限制了計(jì)算精度和速度的同步提高。傅立葉變換不能提供信號(hào)完全的信息，即不知道頻率信息究竟出現(xiàn)在那些時(shí)間段上；短時(shí)傅立葉變換雖然可以獲得局部信息，但是對(duì)于一個(gè)時(shí)變的非穩(wěn)定信號(hào)我們很難找到一個(gè)“好的”時(shí)間窗口來適應(yīng)各個(gè)時(shí)間段。 為了克服傅立葉變換的局限性，本文以圖像互相關(guān)理論為基礎(chǔ),借鑒小波變換的思想，設(shè)計(jì)了一個(gè)小波多尺度匹配算法。小波變換的最大優(yōu)點(diǎn)是多尺度分析，具有良好的局部化特征和自適

3、應(yīng)功能，使得該算法能夠直接在空域中處理粒子圖像，利用二維圖像的小波多尺度分解模擬兩個(gè)最主要的生物視覺通路，并對(duì)不同通路分別進(jìn)行匹配計(jì)算，實(shí)現(xiàn)快速匹配。 該算法在空域中直接計(jì)算，提高了計(jì)算精度；在粗尺度上排除大量虛假目標(biāo)，最大限度地去除了冗余處理，提高了計(jì)算速度。 最后，在VISUAL FORTRAN環(huán)境下給出了這種算法的具體實(shí)現(xiàn)，處理模擬粒子圖像的結(jié)果與模擬數(shù)據(jù)比較吻合, 最大位移絕對(duì)誤差在X方向是0.6671像素，在Y