[发明专利]PIV图像处理方法及系统

权利要求书

1.一种PIV图像处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，预估位移场：基于互相关方法对原始PIV图像A、图像B进行预处理，对获取的图像A与图像B的位移场进行二维线性插值，使位移场中的位移矢量与PIV实验图像的像素一一对应，得到预估位移场；

S2，图像重构：利用步骤S1中获得的位移场估计值对图像A进行重构，获得重构图像B’；

S3，修正位移场：基于光流法对重构图像B’与图像B进行分析，得到修正位移场；

S4，迭代处理：迭代步骤S2和步骤S3，采用循环得到的位移场结果作为下一个循环的初始位移场估计；

所述步骤S2中通过如下方法获得重构图像B’：

Q_i,j(m,n)为A图像中坐标为(i,j)的像素位移后的强度分布矩阵中第m行第n列的元素，m，n为重构图像中的坐标；i′，j′为原实验图像上坐标为(i,j)的像素位移后的坐标，通过以下方法计算：

i′＝i+u_(i,j)

j′＝j+v_(i,j)

δ通过以下方法计算：

得到最终的重构图像：

其中A_(i,j)为原实验图像，u和v分别为位移向量的水平分量和垂直分量，u_(i,j)与v_(i,j)为从A到B的预估位移场，Q_(i,j)为A图像中坐标为(i,j)的像素位移后的强度分布矩阵；

所述步骤S3中通过如下函数进行修正位移场：

对于每个像素，估计在局部坐标系中表示的二次多项式展开来近似其邻域:

f(x)～x^TDx+b^Tx+c

其中，T为矩阵转置符号，f(x)为某点领域内的强度分布矩阵，对称矩阵D、向量b和标量c是通过加权最小二乘拟合该邻域内的信号值得到的，通过上述方式拟合得到图像B′的多项式展开D₁(x)，b₁(x)，c₁(x)，以及图像B的多项式展开D₂(x)，b₂(x)，c₂(x)；

取平均值:

并引入:

求解位移d(x):

得到位移场u′_(i，j)，v′_(i，j)；

组合插值位移场与光流法得到的位移场得到最终结果：

U_(i，j)＝u_(i，j)+u′_(i，j)

V_(i，j)＝v_(i，j)+v′_(i，j)。

2.根据权利要求1所述的PIV图像处理方法，其特征在于，所述步骤S1中的互相关法采用网格变形互相关方法，通过亚像素插值得到亚像素精度，并对结果进行后处理。