【技術實現步驟摘要】
本申請涉及圖像處理領域，特別是涉及一種粒子圖像重建方法、裝置、計算機設備、存儲介質和計算機程序產品。
技術介紹
1、粒子圖像測速（particle?image?velocimetry?，piv）技術在流體力學、空氣動力學等領域扮演著至關重要的角色，它能夠提供對流場速度分布的定量測量，對于理解流體運動規律、優化流體機械設計以及研究各種流體現象至關重要。
2、piv技術通常采用高速相機拍攝流場區域的粒子圖像。然而，在亮度對比較為強烈的流場（例如燃燒流場）中，通過相機拍攝得到的粒子圖像通常會出現過曝或欠曝現象，導致出現亮區域粒子圖像過飽和，同時暗區域粒子信號弱導致粒子信噪比不足的問題，造成部分區域的圖像信息失真或丟失。因此，傳統的粒子圖像采集技術存在采集得到的粒子圖像精度不足的問題。
技術實現思路
1、基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種粒子圖像重建方法、裝置、計算機設備和存儲介質。
2、第一方面，本申請提供了一種粒子圖像重建方法。所述方法包括：
3、針對粒子區域在預設采樣時長內采集原始脈沖圖像數據，分多次采用不同的積分時間對所述原始脈沖圖像數據進行積分成像處理，根據得到的各積分成像結果，確定所述原始脈沖圖像數據中包括粒子的目標區域及不包括粒子的背景區域；
4、確定各所述目標區域對應不同積分時間的信噪比，根據各所述信噪比確定各所述目標區域對應的第一積分時間，并根據所述背景區域在各所述積分成像結果中的亮度，確定所述背景區域對應的第二積分時
5、分別根據所述第一積分時間對各所述目標區域進行積分成像處理，并根據所述第二積分時間對所述背景區域進行積分成像處理，根據各所述目標區域和所述背景區域的積分成像結果，重建得到所述粒子區域對應的多幀目標粒子圖像。
6、在其中一個實施例中，所述分多次采用不同的積分時間對所述原始脈沖圖像數據進行積分成像處理，根據得到的各積分成像結果，確定所述原始脈沖圖像數據中包括粒子的目標區域及不包括粒子的背景區域，包括：
7、將所述原始脈沖圖像數據作為目標脈沖圖像數據，采用目標積分時間對所述目標脈沖圖像數據進行積分成像處理，得到積分成像結果，從所述積分成像結果中確定包括粒子的粒子區域，將所述原始脈沖圖像數據中對應所述粒子區域的部分作為目標區域；
8、將所述原始脈沖圖像數據中，除各所述目標區域外的部分作為目標脈沖圖像數據，并提升所述目標積分時間，跳轉至采用目標積分時間對所述目標脈沖圖像數據進行積分成像處理，得到積分成像結果的步驟，直至所述積分成像結果中的全部像素點均達到飽和為止；
9、將所述原始脈沖圖像數據中，對應當前的目標脈沖圖像數據的部分作為背景區域。
10、在其中一個實施例中，所述確定各所述目標區域對應不同積分時間的信噪比，根據各所述信噪比確定各所述目標區域對應的第一積分時間，包括：
11、采用不同的積分時間對各所述目標區域進行積分成像處理，分別得到各所述目標區域的多個積分成像結果，并分別確定各所述積分成像結果的信噪比；
12、針對任一所述目標區域，基于所述目標區域的各所述積分成像結果對應的信噪比，以及所述目標區域的各所述積分成像結果對應的積分時間，構建所述目標區域的信噪比關于所述積分時間的信噪比變化曲線，并將所述信噪比變化曲線中的最大值對應的積分時間作為第一積分時間。
13、在其中一個實施例中，所述根據所述背景區域在各所述積分成像結果中的亮度，確定所述背景區域對應的第二積分時間，包括：
14、根據各所述積分成像結果中，位于所述背景區域且亮度達到飽和的像素點，分別確定所述背景區域中各所述像素點亮度達到飽和時的飽和積分時間；
15、根據過曝抑制策略及所述飽和積分時間，分別確定各所述像素點對應的第二積分時間。
16、在其中一個實施例中，所述根據各所述目標區域和所述背景區域的積分成像結果，重建得到所述粒子區域對應的多幀目標粒子圖像，包括：
17、根據脈沖采樣時間及所述預設采樣時長，確定所述粒子區域在所述預設采樣時長內對應的各個成像時刻；
18、分別確定各所述成像時刻在所述背景區域的積分成像結果中，對應的第一積分成像結果，及分別確定各所述成像時刻在各所述目標區域的積分成像結果中，對應的第二積分成像結果；
19、基于所述第一積分成像結果和所述第二積分成像結果，分別生成各所述成像時刻對應的目標粒子圖像。
20、在其中一個實施例中，上述方法還包括：
21、基于所述原始脈沖圖像數據中各像素點對應的脈沖發放頻率、每兩幀相鄰的目標粒子圖像之間的像素差、第一目標濾波器和第二目標濾波器中的至少一項，對各所述目標粒子圖像進行去噪處理，得到去噪后的目標粒子圖像；
22、其中，所述第一目標濾波器基于粒子的目標外形特征構建，所述第二目標濾波器基于粒子的目標運動特征構建。
23、在其中一個實施例中，基于每兩幀相鄰的初始粒子圖像之間的像素差對各所述目標粒子圖像進行去噪處理，包括：
24、針對任意兩幀相鄰的目標粒子圖像進行作差處理，在所述兩幀目標粒子圖像中任一像素點對應的像素差大于第一預設閾值、且小于第二預設閾值的情況下，將所述像素點確定為噪聲像素點，并對所述兩幀目標粒子圖像中的各所述噪聲像素點進行去噪處理。
25、在其中一個實施例中，所述粒子的目標外形特征包括面積特征及強度特征，所述面積特征為單個粒子在所述粒子圖像中對應的像素點數量大于1，所述強度特征為在單個粒子于粒子圖像中對應的全部像素點中，中心像素點的強度大于邊緣像素點的強度；
26、所述粒子的目標運動特征為在所述原始脈沖圖像數據中，相鄰的多個像素點的脈沖發放頻率的變化值具有關聯關系。
27、第二方面，本申請還提供了一種粒子圖像重建裝置。所述裝置包括：
28、積分模塊，用于針對粒子區域在預設采樣時長內采集原始脈沖圖像數據，分多次采用不同的積分時間對所述原始脈沖圖像數據進行積分成像處理，根據得到的各積分成像結果，確定所述原始脈沖圖像數據中包括粒子的目標區域及不包括粒子的背景區域；
29、確定模塊，用于確定各所述目標區域對應不同積分時間的信噪比，根據各所述信噪比確定各所述目標區域對應的第一積分時間，并根據所述背景區域在各所述積分成像結果中的亮度，確定所述背景區域對應的第二積分時間；
30、重建模塊，用于分別根據所述第一積分時間對各所述目標區域進行積分成像處理，并根據所述第二積分時間對所述背景區域進行積分成像處理，根據各所述目標區域和所述背景區域的積分成像結果，重建得到所述粒子區域對應的多幀目標粒子圖像。
31、在其中一個實施例中，所述積分模塊，還用于：
32、將所述原始脈沖圖像數據作為目標脈沖圖像數據，采用目標積分時間對所述目標脈沖圖像數據進行積分成像處理，得到積分成像結果，從所述積分成像結果中確定本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種粒子圖像重建方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述分多次采用不同的積分時間對所述原始脈沖圖像數據進行積分成像處理，根據得到的各積分成像結果，確定所述原始脈沖圖像數據中包括粒子的目標區域及不包括粒子的背景區域，包括：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定各所述目標區域對應不同積分時間的信噪比，根據各所述信噪比確定各所述目標區域對應的第一積分時間，包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述背景區域在各所述積分成像結果中的亮度，確定所述背景區域對應的第二積分時間，包括：
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據各所述目標區域和所述背景區域的積分成像結果，重建得到所述粒子區域對應的多幀目標粒子圖像，包括：
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，上述方法還包括：
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，基于每兩幀相鄰的初始粒子圖像之間的像素差對各所述目標粒子圖像進行去噪處理，包括：
8.根據權利要求6所述的方
9.一種粒子圖像重建裝置，其特征在于，所述裝置包括：
10.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至8中任一項所述的方法的步驟。
11.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至8中任一項所述的方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種粒子圖像重建方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述分多次采用不同的積分時間對所述原始脈沖圖像數據進行積分成像處理，根據得到的各積分成像結果，確定所述原始脈沖圖像數據中包括粒子的目標區域及不包括粒子的背景區域，包括：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定各所述目標區域對應不同積分時間的信噪比，根據各所述信噪比確定各所述目標區域對應的第一積分時間，包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述背景區域在各所述積分成像結果中的亮度，確定所述背景區域對應的第二積分時間，包括：
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據各所述目標區域和所述背景區域的積分成像結果，重建得到所述粒子區域對應的多幀目標粒子圖像，包括：
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李曉強，段慧玲，李宏源，呂鵬宇，黃昱昊，王一超，
申請(專利權)人：北京大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。