申请/专利权人：西南石油大学

申请日：2022-07-02

公开（公告）日：2022-09-23

公开（公告）号：CN115100160A

主分类号：G06T7/00

分类号：G06T7/00;G06T7/207;G06T5/00;G06T7/136;G06T7/194;G06T7/90;G06T7/73;G06T7/60

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2022.10.14#实质审查的生效;2022.09.23#公开

摘要：本发明涉及一种多孔介质乳液流动实验中液滴速度定量分析方法，主要用于从激光扫描共聚焦显微镜采集的实验视频中分析多孔介质内乳液的流动状况。根据成像原理，视频帧中高速运动的物体周围产生的模糊区域反映了其运动情况。因此本发明首先通过对静止液滴与运动液滴区域进行图像分割确定两者的分割阈值并基于这两个阈值确定运动液滴区域的模糊范围；再对运动液滴图像的边界进行识别并确定主轴，从而得到液滴运动方向；最后根据运动方向提取运动模糊尺度，并结合实验参数计算得到液滴速度。本发明可用于对高速流动的乳液图像进行分析处理，从而定量描述不同条件下乳液流动的状态，为后续乳液流动规律研究提供关键参数，具有重要的科研价值。

主权项：1.一种多孔介质乳液流动实验中液滴速度定量分析方法其特征在于所述分析方法包括以下步骤：Step1：从激光扫描共聚焦显微镜所采集的视频资料中提取出待研究的关键帧，并根据图像中典型运动液滴的分布情况来截取不同的图像片段，这些片段里应包含完整的待处理液滴；Step2：从实验视频资料中选择包含静止液滴的视频帧，这些包含静止液滴的图像片段将作为标定图像用于后续处理；Step3：对选出的视频帧进行滤波降噪，消除图像中的噪声，提高图像质量，便于进行后续处理；Step4：对提取出的包含待处理运动液滴的图像和包含静止液滴的标定图像进行图像分割处理，计算两个图像的最优分割阈值，将两幅图像中的液滴从背景中提取出来，需指出的是本发明并不对计算最优阈值所采用的图像分割方法进行限定，任何合理的图像分割方法均可用于提取图像中的液滴；Step5：根据包含静止液滴图像的分割阈值T2与包含运动液滴图像的分割阈值T1来确定由于液滴运动而产生的模糊区域，由于运动模糊区域内的像素其灰度值会小于实际液滴区域像素灰度值并且会大于背景区域像素灰度值，因此模糊区域像素的灰度值范围应介于两个阈值之间，可表示为：Im∈[T1,T2]1式中，Im为模糊区域像素的灰度值，T1为包含运动液滴的图像分割阈值，T2为包含静止液滴的图像分割阈值；Step6：对运动液滴区域的边界进行识别，若图像中属于液滴区域的某一像素点的所有相邻像素中既包含背景像素点岩心孔道也包含前景液滴像素点，那么该像素点即可被判断为液滴边界像素点，具体判据表述为： 式中，PEdge为液滴图像边界像素点，PN为与液滴区域像素点相邻的像素点，Pfront为图像前景像素点，Pback为图像背景像素点；Step7：选取提取出的边界像素点，并计算两两之间的距离，根据运动模糊理论，像素点间的最长距离即为运动液滴的主轴，也代表着液滴的运动方向，可表示为： 式中，D为运动液滴主轴长度，Distancex,y为计算像素点x与像素点y间直线距离的函数，为运动液滴主轴端点，n为液滴边界像素点个数；根据提取出的运动液滴主轴端点可以求取得到主轴的线性方程解析式；Step8：根据液滴运动方向与提取出的运动模糊范围，结合主轴方程来计算出运动液滴的模糊尺度，主轴在运动方向对侧的模糊范围内的长度即为模糊尺度，模糊尺度与液滴的运动速度成正比；Step9：结合成像理论与实际设备参数可根据模糊尺度计算出运动液滴的速度，在多孔介质乳液流动实验中激光扫描共聚焦显微镜的摄像头会平行于孔隙通道，并调节至合适的深度，根据采集录像的帧率可以获得摄像头曝光时间，最终液滴运动速度可表示为： 式中，d为曝光时间内物体移动距离，T为曝光时间，z为物体与镜头间的距离，K为物体模糊尺度，sx为水平方向上的CCD像素尺寸，f为摄像头焦距，β为模糊尺度与运动方向的夹角。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西南石油大学 一种多孔介质乳液流动实验中液滴速度定量分析方法

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