【技术实现步骤摘要】
本申请涉及图像处理领域，特别是涉及一种粒子图像重建方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
技术介绍
1、粒子图像测速（particle image velocimetry ，piv）技术在流体力学、空气动力学等领域扮演着至关重要的角色，它能够提供对流场速度分布的定量测量，对于理解流体运动规律、优化流体机械设计以及研究各种流体现象至关重要。
2、piv技术通常采用高速相机拍摄流场区域的粒子图像。然而，在亮度对比较为强烈的流场（例如燃烧流场）中，通过相机拍摄得到的粒子图像通常会出现过曝或欠曝现象，导致出现亮区域粒子图像过饱和，同时暗区域粒子信号弱导致粒子信噪比不足的问题，造成部分区域的图像信息失真或丢失。因此，传统的粒子图像采集技术存在采集得到的粒子图像精度不足的问题。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种粒子图像重建方法、装置、计算机设备和存储介质。
2、第一方面，本申请提供了一种粒子图像重建方法。所述方法包括：
3、针对粒子区域在预设采样时长内采集原始脉冲图像数据，分多次采用不同的积分时间对所述原始脉冲图像数据进行积分成像处理，根据得到的各积分成像结果，确定所述原始脉冲图像数据中包括粒子的目标区域及不包括粒子的背景区域；
4、确定各所述目标区域对应不同积分时间的信噪比，根据各所述信噪比确定各所述目标区域对应的第一积分时间，并根据所述背景区域在各所述积分成像结果中的亮度，确定所述背景区域对应的第二积分时
5、分别根据所述第一积分时间对各所述目标区域进行积分成像处理，并根据所述第二积分时间对所述背景区域进行积分成像处理，根据各所述目标区域和所述背景区域的积分成像结果，重建得到所述粒子区域对应的多帧目标粒子图像。
6、在其中一个实施例中，所述分多次采用不同的积分时间对所述原始脉冲图像数据进行积分成像处理，根据得到的各积分成像结果，确定所述原始脉冲图像数据中包括粒子的目标区域及不包括粒子的背景区域，包括：
7、将所述原始脉冲图像数据作为目标脉冲图像数据，采用目标积分时间对所述目标脉冲图像数据进行积分成像处理，得到积分成像结果，从所述积分成像结果中确定包括粒子的粒子区域，将所述原始脉冲图像数据中对应所述粒子区域的部分作为目标区域；
8、将所述原始脉冲图像数据中，除各所述目标区域外的部分作为目标脉冲图像数据，并提升所述目标积分时间，跳转至采用目标积分时间对所述目标脉冲图像数据进行积分成像处理，得到积分成像结果的步骤，直至所述积分成像结果中的全部像素点均达到饱和为止；
9、将所述原始脉冲图像数据中，对应当前的目标脉冲图像数据的部分作为背景区域。
10、在其中一个实施例中，所述确定各所述目标区域对应不同积分时间的信噪比，根据各所述信噪比确定各所述目标区域对应的第一积分时间，包括：
11、采用不同的积分时间对各所述目标区域进行积分成像处理，分别得到各所述目标区域的多个积分成像结果，并分别确定各所述积分成像结果的信噪比；
12、针对任一所述目标区域，基于所述目标区域的各所述积分成像结果对应的信噪比，以及所述目标区域的各所述积分成像结果对应的积分时间，构建所述目标区域的信噪比关于所述积分时间的信噪比变化曲线，并将所述信噪比变化曲线中的最大值对应的积分时间作为第一积分时间。
13、在其中一个实施例中，所述根据所述背景区域在各所述积分成像结果中的亮度，确定所述背景区域对应的第二积分时间，包括：
14、根据各所述积分成像结果中，位于所述背景区域且亮度达到饱和的像素点，分别确定所述背景区域中各所述像素点亮度达到饱和时的饱和积分时间；
15、根据过曝抑制策略及所述饱和积分时间，分别确定各所述像素点对应的第二积分时间。
16、在其中一个实施例中，所述根据各所述目标区域和所述背景区域的积分成像结果，重建得到所述粒子区域对应的多帧目标粒子图像，包括：
17、根据脉冲采样时间及所述预设采样时长，确定所述粒子区域在所述预设采样时长内对应的各个成像时刻；
18、分别确定各所述成像时刻在所述背景区域的积分成像结果中，对应的第一积分成像结果，及分别确定各所述成像时刻在各所述目标区域的积分成像结果中，对应的第二积分成像结果；
19、基于所述第一积分成像结果和所述第二积分成像结果，分别生成各所述成像时刻对应的目标粒子图像。
20、在其中一个实施例中，上述方法还包括：
21、基于所述原始脉冲图像数据中各像素点对应的脉冲发放频率、每两帧相邻的目标粒子图像之间的像素差、第一目标滤波器和第二目标滤波器中的至少一项，对各所述目标粒子图像进行去噪处理，得到去噪后的目标粒子图像；
22、其中，所述第一目标滤波器基于粒子的目标外形特征构建，所述第二目标滤波器基于粒子的目标运动特征构建。
23、在其中一个实施例中，基于每两帧相邻的初始粒子图像之间的像素差对各所述目标粒子图像进行去噪处理，包括：
24、针对任意两帧相邻的目标粒子图像进行作差处理，在所述两帧目标粒子图像中任一像素点对应的像素差大于第一预设阈值、且小于第二预设阈值的情况下，将所述像素点确定为噪声像素点，并对所述两帧目标粒子图像中的各所述噪声像素点进行去噪处理。
25、在其中一个实施例中，所述粒子的目标外形特征包括面积特征及强度特征，所述面积特征为单个粒子在所述粒子图像中对应的像素点数量大于1，所述强度特征为在单个粒子于粒子图像中对应的全部像素点中，中心像素点的强度大于边缘像素点的强度；
26、所述粒子的目标运动特征为在所述原始脉冲图像数据中，相邻的多个像素点的脉冲发放频率的变化值具有关联关系。
27、第二方面，本申请还提供了一种粒子图像重建装置。所述装置包括：
28、积分模块，用于针对粒子区域在预设采样时长内采集原始脉冲图像数据，分多次采用不同的积分时间对所述原始脉冲图像数据进行积分成像处理，根据得到的各积分成像结果，确定所述原始脉冲图像数据中包括粒子的目标区域及不包括粒子的背景区域；
29、确定模块，用于确定各所述目标区域对应不同积分时间的信噪比，根据各所述信噪比确定各所述目标区域对应的第一积分时间，并根据所述背景区域在各所述积分成像结果中的亮度，确定所述背景区域对应的第二积分时间；
30、重建模块，用于分别根据所述第一积分时间对各所述目标区域进行积分成像处理，并根据所述第二积分时间对所述背景区域进行积分成像处理，根据各所述目标区域和所述背景区域的积分成像结果，重建得到所述粒子区域对应的多帧目标粒子图像。
31、在其中一个实施例中，所述积分模块，还用于：
32、将所述原始脉冲图像数据作为目标脉冲图像数据，采用目标积分时间对所述目标脉冲图像数据进行积分成像处理，得到积分成像结果，从所述积分成像结果中确定本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种粒子图像重建方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分多次采用不同的积分时间对所述原始脉冲图像数据进行积分成像处理，根据得到的各积分成像结果，确定所述原始脉冲图像数据中包括粒子的目标区域及不包括粒子的背景区域，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定各所述目标区域对应不同积分时间的信噪比，根据各所述信噪比确定各所述目标区域对应的第一积分时间，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述背景区域在各所述积分成像结果中的亮度，确定所述背景区域对应的第二积分时间，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各所述目标区域和所述背景区域的积分成像结果，重建得到所述粒子区域对应的多帧目标粒子图像，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述方法还包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于每两帧相邻的初始粒子图像之间的像素差对各所述目标粒子图像进行去噪处理，包括：
8.根据权利要求6所述的方
9.一种粒子图像重建装置，其特征在于，所述装置包括：
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种粒子图像重建方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分多次采用不同的积分时间对所述原始脉冲图像数据进行积分成像处理，根据得到的各积分成像结果，确定所述原始脉冲图像数据中包括粒子的目标区域及不包括粒子的背景区域，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定各所述目标区域对应不同积分时间的信噪比，根据各所述信噪比确定各所述目标区域对应的第一积分时间，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述背景区域在各所述积分成像结果中的亮度，确定所述背景区域对应的第二积分时间，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各所述目标区域和所述背景区域的积分成像结果，重建得到所述粒子区域对应的多帧目标粒子图像，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓强，段慧玲，李宏源，吕鹏宇，黄昱昊，王一超，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
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