PIV技術(shù)的算法研究.pdf

1、隨著計算機和圖像處理方法的迅猛發(fā)展，粒子圖像測速儀（Particle Image Velocimetry，簡稱PIV）和圖像測量技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。作為一種全流場無接觸瞬時測量的工具，PIV和相關(guān)的圖像測量技術(shù)已經(jīng)廣泛地應用于多相流、紊流和熱流的自動測量，而且具有可靠的精度。本文簡要地回顧了PIV技術(shù)的一些典型算法和應用，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具備實時性成

2、為可能。 但是，傅立葉變換本身的局限性限制了計算精度和速度的同步提高。傅立葉變換不能提供信號完全的信息，即不知道頻率信息究竟出現(xiàn)在那些時間段上；短時傅立葉變換雖然可以獲得局部信息，但是對于一個時變的非穩(wěn)定信號我們很難找到一個“好的”時間窗口來適應各個時間段。 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,借鑒小波變換的思想，設計了一個小波多尺度匹配算法。小波變換的最大優(yōu)點是多尺度分析，具有良好的局部化特征和自適

3、應功能，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最主要的生物視覺通路，并對不同通路分別進行匹配計算，實現(xiàn)快速匹配。 該算法在空域中直接計算，提高了計算精度；在粗尺度上排除大量虛假目標，最大限度地去除了冗余處理，提高了計算速度。 最后，在VISUAL FORTRAN環(huán)境下給出了這種算法的具體實現(xiàn)，處理模擬粒子圖像的結(jié)果與模擬數(shù)據(jù)比較吻合, 最大位移絕對誤差在X方向是0.6671像素，在Y