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基于峰谷分析的气泡形状特征计算方法
  • ISSN号:1672-7207
  • 期刊名称:《中南大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TP391.41[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]中南大学能源科学与工程学院,湖南长沙410083, [2]邵阳学院湘西南农村信息化服务湖南省重点实验室,湖南邵阳422000, [3]湖南第一师范学院信息科学与工程系,湖南长沙410205
  • 相关基金:国家自然科学基金重点资助项目(61134006);国家自然科学基金面上资助项目(61273169); 湖南省自然科学基金资助项目(14JJ7077); 湖南省教育厅青年基金资助项目(13B107)
中文摘要:

基于气泡形状特征是相关工业过程状况的重要标识,提出基于峰谷分析的气泡形状特征计算方法,通过对泡沫图像进行多维峰谷分析,统计在不同方向上气泡的总宽度,并构造与实际气泡同轴相似的超级气泡,然后用最小二乘法进行曲线拟合,以此为基础估算出气泡的平均偏转角度、平均离心率、平均尺寸、数量等形状特征。在仿真实验中,对泡沫图像进行0°,45°,90°和135°方向的均匀扫描及峰谷分析,并估计气泡的平均偏转角度、平均离心率、数量。研究结果表明:与人工的平均偏转角度、平均离心率、数量测量值相比,采用所提出的计算方法所得结果相对误差分别为4.99%,3.46%和31.1%;与其他气泡形状特征计算方法相比,本文所提出的方法具有结果准确、速度快、受光照环境和噪音影响较小的特点,适用于工业现场实时监控。

英文摘要:

Considering the importance of bubble shape features to identify the relevant industrial process conditions, a features recognition method for bubble shaping based on peak analysis was proposed. Firstly, bubbles widths computed by multidimensional peak analysis in different directions of foam image were summed to construct a super bubble with elliptical curve coaxial similar to real bubbles. Then the formula of super ellipse curve was fitted by the least square method to estimate the average deflection angle, eccentricity, size and number of bubbles. In the simulation, the uniform scanning and peak analysis of foam image were made in direction of 0°, 45°, 90° and 135°. The results show that compared to the artificial methods, the deviation of estimated average deflection angle, eccentricity, number of bubbles form manual measurement value obtained by the features recognition method are 4.99%, 3.46%, 31.1%, respectively. Compared to other feature recognition methods for bubble shape, the proposed method is accurate, fast and nearly unaffected by light and noise, and suitable for real-time monitoring in industrial site.

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期刊信息
  • 《中南大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:中南大学
  • 主编:黄伯云
  • 地址:湖南长沙中南大学校本部
  • 邮编:410083
  • 邮箱:zngdxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88879765
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-7207
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1426/N
  • 邮发代号:42-19
  • 获奖情况:
  • 首届全国优秀科技期刊评比一等奖,第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,首届中国有色金属工业优秀科技期刊评比一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:20874