基于小波变换图像融合的镁熔液弱小目标检测

针对镁熔液图像中第一气泡不易检测的问题,提出1种基于小波图像融合与罗宾逊滤波法相结合的检测算法。利用小波变换将第一气泡析出前后的各2帧图像分别分解为多尺度的低频分量和高频分量,根据融合规则对所获得的低频分量和高频分量分别进行处理,获得融合图像;对2帧融合图像分别进行罗宾逊滤波,再通过形态学开运算处理,检测弱小目标。对比分析融合图像与原图像,结果表明融合图像一定程度上可弥补信息缺失,补充图像细节,信噪比得到提高。并将罗宾逊滤波效果与加权均值滤波效果和中值滤波效果进行对比分析,结果表明,采用罗宾逊滤波后的图像信噪比提高了1倍以上,对比度提高了约13倍。实验结果验证了本文方法检测镁熔液第一气泡的有效性。

最小一乘和区域生长分割在镁熔液弱小气泡检测中的应用

镁熔液图像背景十分复杂,为了检测出镁熔液图像中的弱小气泡,本文提出了一种基于最小一乘准则和区域生长分割的检测算法。该算法首先运用最小一乘准则和遗传算法对镁熔液图像进行背景预处理,再运用区域生长对检测到镁熔液图像中的气泡目标进行分割。试验证明,该方法能够成功地检测出弱小气泡。

镁熔液中氢气泡析出动力学模型

针对镁熔液中氢气泡的析出过程,分析氢气泡析出的动力学特性。考虑多种因素对氢气泡析出影响,对镁熔液中氢气泡上浮运动进行受力分析,利用牛顿第二定律得出氢气泡上浮运动过程中的瞬时加速度方程,并结合气体状态方程、传质边界层方程及流函数等相关性质,推导出镁熔液中氢气泡在析出过程中气泡速度、气泡半径、气泡上浮高度与时间变化关系的动力学模型。采用龙格库塔算法将模型方程在MATLAB中进行编程计算,得到气泡传质速率与时间及气泡半径与时间的关系曲线。研究结果表明:氢气泡形核后析出,随着上浮高度的增加,气泡速度与半径都随之变大,加速度先增大后减小;临近界面处,气泡趋于某一速度值析出并破裂。此模型为镁熔液中氢气泡的形成机理提供了一定的理论基础,对镁合金液态质量控制具有重要意义。

镁熔液中氢气泡运动特性的数值模拟

针对镁熔液中氢气泡的析出过程,采用FLUENT对氢气泡析出的动态变化进行了模拟仿真,得到了单个氢气泡在镁熔液中析出的运动变化规律,并对不同初始半径、不同初始位置的氢气泡析出过程进行比较,分析了其对氢气泡形状及运动的影响。结果表明,初始半径越大,氢气泡形状变化越明显,氢气泡在析出时总是呈现出无规则的上升运动且有向中心靠拢的运动趋势。同时,利用回归方法对氢气泡瞬时速度、瞬时当量半径、瞬时位置进行了量化计算,得到的瞬时回归方程高度显著。

镁熔液第一气泡随机析出的图像检测方法

针对镁熔液第一气泡随机析出图像的检测问题,借助信息熵、纹理、局部信杂比等复杂度因子来定量地描述第一气泡在不同位置析出时邻域背景复杂度和全域背景复杂程度。通过分析背景复杂度高低,设计通用的图像检测方法,研究镁熔液第一气泡随机析出图像检测方法的普遍适用性。实验结果表明:第一气泡在第一位置析出时邻域背景复杂度和全域背景复杂度均最大,且背景复杂度高的图像检测方法适用于其他背景复杂度低的图像,为镁熔液第一气泡随机析出图像处理提供了一种新思路。

基于支持向量机的镁熔液弱小目标检测

针对镁熔液图像中弱小目标不易检测的问题,提出一种基于支持向量机回归(SVR)的第一气泡检测方法。首先利用支持向量机回归原理的函数回归特性对原图像进行背景逼近;再重构两帧残差图像并对其进行帧差运算;最后通过所提出的阈值分割方法处理并利用形态学开运算识别第一气泡。与BP神经网络背景预测算法对比,SVR算法所获取的帧差图像在信噪比和信噪比增益方面分别提高了17.67%和17.69%,且在实时性方面较优。