[发明专利]一种非侵入评价气液固多相混合过程图像相似度的方法

说明书

本发明公开一种非侵入评价气液固多相混合过程图像相似度的方法及系统，S1.构建气液固多相混合装置，在气液固多相混合装置一侧设置图像采集装置；S2.通过图像采集装置采集气液固多相混合过程的混合图像，其中，混合图像包括第一混合图像和第二混合图像；S3.对混合图像进行灰度处理，获得第一混合图像的第一灰度值和第二混合图像的第二灰度值，基于第一灰度值，通过第二灰度值，构建图像相似度评价模型，用于评价第一混合图像和第二混合图像的相似度，本发明最大程度保留了图像信息，能准确反应图像的相似性。

技术领域

本发明涉及生物、化工和湿法冶金工程技术领域，特别是涉及一种非侵入评价多相混合过程图像相似度的方法

背景技术

RGB色彩模式是工业界的一种颜色标准，是通过对红(R)、绿(G)、蓝(B)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的，RGB即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色，这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色，是目前运用最广的颜色系统之一。

气液固三相体系是工业生产过程中一种非常普遍的多相流反应或分离体系，在石油、化工、能源和冶金等众多工业过程中都有着广泛的应用。强化搅拌混合是许多工艺技术的关键步骤，在化学反应中，强化搅拌混合是为了加快反应进程，节省反应时间；在物理反应中，强化混合是为了防止固态颗粒沉积，使其在液相中达到悬浮状态，降低混合能耗。掌握多相混合效果的好坏，可以做到对搅拌过程进行精准的控制，节省大量的人力、物力、财力。多相流强化搅拌混合效果的评价一直是多相流领域的研究难点之一。

目前，国内外关于多相流搅拌混合效果的评价，主要从宏观和微观两个角度进行研究。宏观评价方法有测量搅拌功率等，微观评价方法有测定混合过程速度场等。测量搅拌功率对混合效果进行评价不够精确，测量各相速度场又过于复杂。近年来，平面激光诱导荧光(PLIF)测量方法被广泛应用，该方法不仅可以实时显示流场中每个平面位置的混合效果差异，还可以直观清晰地反映混合状态随时间的变化规律。一些学者虽然通过PLIF测量方法研究了搅拌槽内瞬态的示踪剂分布、浓度变化以及宏观混合特性，但是该方法的应用具有很强的局限性。对工质选取要求较高。

基于现有技术存在的问题，亟需一种形象直观且适用范围广的评价多相流混合效果的评价方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种非侵入评价气液固多相混合过程图像相似度的方法，包括以下步骤：

S1.构建气液固多相混合装置，在气液固多相混合装置一侧设置图像采集装置；

S2.通过图像采集装置采集气液固多相混合过程的混合图像，其中，混合图像包括第一混合图像和第二混合图像；

S3.对混合图像进行灰度处理，获得第一混合图像的第一灰度值和第二混合图像的第二灰度值，基于第一灰度值，通过第二灰度值，构建图像相似度评价模型，用于评价第一混合图像和第二混合图像的相似度。

优选地，气液固多相混合过程的混合物为气液固中两相或三相混合物。

优选地，混合物为透明或半透明液体。

优选地，图像采集装置为高速摄像机、视频录制装置或电容层析成像设备。

优选地，图像相似度评价模型的方程表达式为：

其中，S_grey为第一相似度，A为混合图像进行灰度处理后的灰度值的数量，y_i是第一灰度值，y_i^*是第二灰度值。

优选地，图像采集装置为视频录制装置；

通过对视频录制装置录制的视频进行图像分隔，获得混合图像。

优选地，S3还包括，