【技术实现步骤摘要】
一种基于关联帧约束的纹影特征可视化增强方法
[0001]本专利技术具体涉及一种基于关联帧约束的纹影特征可视化增强方法，属于高速目标纹影探测领域。
技术介绍
[0002]背景纹影技术，即Background Oriented Schlieren,简称BOS，是纹影技术与数字图像处理技术相结合的非接触式光学流场测量方法，其原理是：目标高速运动使空气被压缩，由于空气密度变化将会导致折射率发生变化，因此光线会产生偏折，通过对光线偏折分析可定量地计算出超音速飞行器飞行过程中流场的梯度和密度分布情况。BOS技术突破了传统方法只能在风洞进行实验的限制，可在户外大场景计算得到飞行器流场的密度、压力、速度、动量、压力梯度、涡度等物理参量，是分析流场状态、结构和特征并进而预测音爆的重要手段。
[0003]纹影特征定量分析是BOS的核心技术难点。其中，气流扰动将产生亚像素级的失真像点，定量分析无法直接实现。因此，通常在测量气体中加入示踪粒子，借助示踪粒子的运动矢量分析气流场中隐含的物理信息。粒子测速法即通过计算示踪粒子的运动矢量获得流体本...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于关联帧约束的纹影特征可视化增强方法，依托于基于压缩感知的纹影成像系统获取动目标纹影序列图像，成像系统包括超高速相机、空间光调制器、滤波器、汇聚透镜组、单像素探测器、数模转换器和上位机，其特征在于：包括如下步骤：步骤一，以太阳为背景采用超高速相机拍摄，并获取高速运动目标纹影序列图像；步骤二，数字后处理模块对纹影序列图像进行预处理，得到稳定的纹影序列图像；其中，预处理包括去噪预处理和跟踪配准；其中，跟踪配准通过对纹影序列图像特征点利用KLT
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RANSAC方法进行处理实现；至此，步骤二消除了高动态运动产生的纹影引起的抖动；步骤三，对相邻两帧图像进行光流计算，采用光流方法检测并输出两帧图像之间每个像素点的运动矢量，得出运动矢量场，从而实现纹影特征的可视化增强，具体包括如下子步骤：步骤3.1 获取纹影运动图像在空间位置中的实际运动矢量，具体通过将运动矢量期望值加噪声获得；步骤3.2 利用实际运动矢量在时间上的关联性，定义能量泛函；步骤3.3 通过最小化能量泛函，得到实际运动矢量的近似估计值；步骤3.4对数据约束进行光流计算，使近似估计值误差达到最少，并基于前一帧运动矢量计算当前帧的运动矢量，优化能量泛函，得到最小化优化后的能量泛函；步骤3.5 通过最小化优化后的能量泛函，得到Euler
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Langrange方程；步骤3.6 再利用Guass
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Seidel迭代方法对Euler
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Lan...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晗，丁旭辉，安建平，卜祥元，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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