基于小波变换和直方图均衡的红外图像增强
基于红外图像低分辨率、低对比度、视觉特性差的特性，以及传统的利用直方图均衡化进行红外图像增强的方法会丢失图像的细节信息、增强红外图像的噪声的特性，将小波变换的多尺度、多分辨率的特点和直方图均衡化的方法相结合，提出一种更好的实现红外图像增强的算法。激光与红外No.22013尹士畅等基于小波变换和直方图均衡的红外图像增强227度下的原因,手臂的温度和环温比较接近,从而使得得到的图像的对比度比较差,视觉效果不明显。如图2中为经过小波变换后提取出来的图像的低频成分,从中可以看出,该图像和原始图像的对比度差别不大,但是从视觉上来看,图片的连续性较好,噪声较少。图3是经过直方图均衡化处理的图像,经过直方图均衡化之后图像的整体的视觉效果变好了,图片中手表和手臂的对比度非常明显,甚至包括表图4本文增强算法带和手臂的也可以清楚地辨认出来。然而,经过直7结论方图均衡化之后,手臂左下角方向和右下角方向以针对直方图均衡化和小波变换在红外图像增强及手表中央的噪声也变得非常的大,相比较原始图存在的问题,本文所提出的改进算法,通过将两者的像而言信噪比变差了。图4则是将直方图均衡化和优势相结合,弥补单独算法的劣势,从而达到适当提小波变换算法相结合后增强的红外图像,相比较图高原始红外图像的对比度,增强了目标和背景的差3而言,对比度的变化不大,但是图像的很多噪声特异性并且保证红外图像的信噪比的效果。性得到了改善,尤其是手表中央和手臂的左右下角部分的噪声得到了明显改善,从而很好的验证了该参考文献:算法的可行性。[1 Lin Zhenxian Song Guoxiang, Xue Wen Comparison andimprovements of several methods wavelet image denoising[ J]. Journal of Xidian University, 2004, 31(4)625-629.( in Chinese)林椹尠,宋国乡,薛文.图像的几种小波去噪方法的比较和改进[J].西安电子科技大学学报,2004,31(4):625-6292 Yu Tianhe, Hao Fuchun, Kang Weimin Summarization onthe infrared image enhancement technology [J]. Infrared图1原始红外图像and Laser Engineering, 2007, S2): 131-137.( in Chinese于天河,郝富春,康为民红外图像增强技术综述[J]红外与激光工程,2007,(S2):131-137[3 Xie Jiecheng, Zhang Dali, Xu Wenli. Wavelet Image De-noising vigorously [ J]. Journal of Image and Graphics2002,7(3):209-218.( in Chinese)谢杰成,张大力,徐文立小波图象去噪综述[J].中国图象图形学报,2002,7(3):209-218图2低频红外图像[4 Peng Zhou, Zhao Baojun. Nover scheme for infrared imageenhancement based on contourlet transform and fuzzy theory[J]. Laser& nfrared,2011,41(6):129-133.彭洲,赵保军.基于 Contourlet变换和模糊理论的红外图像增强算法[J].激光与红外,2011,41(6):129-133[5 Yong Yang, Wang Jingru, Zhang Qiheng. Enhancement oflow Contrast Image Contain Small Targ[ J]. Laser &Infrared,2005,35(5):373-377.( in Chinese)图3直方图均衡化雍杨,王敬儒,张启衡.弱小目标低对比度图像增强算228激光与红外第43卷法研究[J].激光与红外,205,35(5):373-377round[ J. Laser Infrared, 2003, 33(6): 109-114.[6 An Chengbin, Ren Hongliang, Nei Chuanhong, et al. Infraincsered Image Enhancement Technology for Staring Infrared温佩芝,史泽林,于海斌基于小波变换的复杂海面背Imager[ J]. Laser Infrared, 2003, 33(6): 32-33. (in景红外小目标检测[J]激光与红外,2003,33(6)nese109-114安成斌任宏亮,传虹,等凝视焦平面热像仪的红[11]孙延奎小波分析及其应用M].北京:机械工业出版外图像增强技术[J].激光与红外,203,33(6):社,2005[12] Turghunjan, et al. a technique of image enhancement[7]宋芳莉图像边缘检测中的方法研究[D].西安:西北based on the dyadic wavelet transform[ J]. Joumal of Xin-大学,2002jiang Normal University Natural Science Edition, 2006[8 Luo Jiebo, Chen Changwen, Parker K J Image enhancement25(4):6-13for low bit rate wavelet-based compression[ J]. IEEE Inter吐尔洪江,等.基于二进小波变换的图像增强技术national Symposium on Circuits and Systems, 1997: 6-20[J].新疆师范大学学报:自然科学版,2006,25(4)[9 Ji Shupeng, Ding Xiaoqing. Study on image enhancing fusion algorithm of visible and infrared image[J]. Laser [13]S Mallat. a Wavelet Tour of Signal Processing[ M].PittsInfrared, 2002, 31(6): 518-521.( in Chinese): Academic Press, 1999.吉书鹏,丁晓青.可见光与红外图像增强融合算法矸4]张德丰 MATLAB小波分析[M].机械工业出版社究[J激光与红外,2002,31(6):518-5212009[10] Wen peizhi, Shi Zhelin, Yu haibin. Wavelet transform-[15]葛哲学,沙威.小波分析理论与 MATLAB R007实现based Detection for Small IR Target in Complex Sea Back-[M].北京:电子工业出版社,2007
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FLUENT经典算例合集7个
案例分析的电子书《数值计算与工程仿真》专刊一 FLUENT HELP算例精选中文版(→)目录前言..2目录FLUENT经典算例翻译之一算例1介绍如何使用 Fluent算例4非定常可压缩流动模型.52算例5辐射与自然对流模拟·:······99FLUENT经典算例翻译之二算例13使用非预混燃烧模型151算例15蒸发性液体喷雾建模.∴214算例18使用混合物多相模型和欧拉多相模型..∴252算例21使用欧拉多相粒子传热模型垂··D垂垂垂。看垂垂垂看D看垂·D4。垂278ww.myCFDcn《数值计算与工程仿真》专刊一 FLUENT HELP算例精选中文版(→)算例1介绍如何使用 Fluent引言此向导通过图例说明了一个发生在混合弯管处的两维湍流流动和传热问题的求解方法和过程。这种混合弯管的结构常见于发电厂和化工厂的管道系统中。正确计算出弯管内流体交汇处附近的流场和温度场分布,对于设计合适的入口管道位置具有重要意义通过此向导,用户可学会以下内容●在 Fluent中输入网格文件使用混合单位制去定义儿何体和流体的属性设置强制对流的湍流流动的流体物性和边界条件迭代计算并使用残差监视器监测计算过程及其收敛性●使用隔离求解器进行求解使用等势图检察流场和温度场●运用二阶离散化方法重新计算以获得更佳的温度分布对网格进行温度梯度自适应,进一步求解更佳的温度场分布前提条件在学习此向导之前,假设用户还没有使用 Fluent的给验,不过,已经学习过用户指南第一章中的简单算例,并且熟悉 Fluent的界面及其指南中的规约可题描述问题如图1-1所小。一股温度为26℃的冷流体流入大管道,在弯管处与另股温度为40℃热流体混合。管道的长度单位为英寸,而流体的属性和边界条件则使用国际单位。入口管道的雷诺数为2.03×105,因此,选择湍流流动模型。4ww.myCFDcn《数值计算与工程仿真》专刊一 FLUENT HELP算例精选中文版(→)P =100 kg/viscosity8x14FConductivity: k=0.537 Y4 miK2SpC Ic Heat 9=4216 Jkg-k6酽.2mT1121m图图1-1问题说明准备工作1.从 Fluent的文件光盘中拷贝文件 elbow/ elbow, msh到电脑的 Fluent作日录中对于Unⅸx系统,当把文件光盘放入电脑光驱后,可以在以下目录找到这个文件:/ edrom/uent61/help/ tuttles述 cdrom为电脑的光驱目录对于 windows系统,当把文件光盘放入电脑光驱后,可以在以下冂录找到个文件cdrom: fluent 6.1 help tutfiles上述 cdrom为电脑的光驱目录2.启动 Fluent,选择2D求解器。ww.myCFDcn《数值计算与工程仿真》专刊一 FLUENT HELP算例精选中文版(→)第1步:与网格相关的操作读取网格文件 elbow, mshFilc→Read+}CascSelect fileFiterh,于d,SH,GRdirectoriesFileshome user tutorial/elbow. msh/home userautorialaCase Filehome /user/tutorialoKFiterCancela)在 Files项中点击选中 elbow. msh,然后点击OK完成操作。注意当 Fluent读取网格文件的同时,信息会不断显示在反馈窗口内,报告网格转化的过程。当读取网格文件完毕, Fluent的反馈窗凵会显示共读取了918个三角形的流体单元,以及许多带着不同分区标识符的边界面。2.网格检查。Grid→} Check6ww.myCFDcn《数值计算与工程仿真》专刊一 FLUENT HELP算例精选中文版(→)F1uent的信息反馈窗口会显示如下信息:Grid checkDomain extentscoordinate:min(m)=0.0000009+00,max(m)=6.400001e+01y- coordinate:min(m)=-4.538534e+00,max(m)=6.400000e+01Volume slatisticsminimum volume (m3): 2.782193c-01maximum volume (m3):3.926232e+00total volume (m3):1.682930e+03Face area statisticsminimum face area (m2):8.015718e-01maximum face area(m2):4. 118252e+00Checking number of nodes per cellChecking number of faces per cellChecking thread pointers.Checking number of cells per faceChecking face cellsChecking bridge facesChecking right-handed cellsChecking face handednessChecking element type consistencyChecking boundary typesChecking face pairs.Checking periodic boundaries.Checking node countChecking nosolve cell countChecking nosolve face countChecking face childrenChecking cell childrenChecking storageww.myCFDcn《数值计算与工程仿真》专刊一 FLUENT HELP算例精选中文版(→)Done注意网格检查结東后,信息反馈窗∏会以默认的SI单位制给出网格在ⅹ轴和Y轴上的最大和最小值,并将报告出网格的賦它特性。网格检查还会报告出有关网格的任何错误。需要特别注意的是,确保最小体积不能是负值,否则 Fluent无法进行计算。在SI单位制中,默认单位是m,若想改变单位制,使用 in ches:可以打开 Scale grid对话框。3.平滑(或者交换)网格Grid→} Smooth/swap…Smooth/Swap GridsmoothSwap InfoMethodNumber SwappedskewnessMinimum skewnesscumber visitedNumher of lerationsSmoothCloseFluent读取网格文件后,平滑三角形或四边形网格是一个良好的习惯,那样能确保使用质量铰好的网格进行计算。a)点击按钮 Smooth,再点击按钮Swap,重复上述操作,直到 Fluent报告没有需要交换的面为止。若 Fluent再无法通过交换改善网格质量,则没有平面可被交换了。b)点击 Close关闭对话框。ww.myCFDcn《数值计算与工程仿真》专刊一 FLUENT HELP算例精选中文版(→)4.更改网格的长度单位Grid→ scalea)在 Units conversion(单位转换)项的 Grid was created ln(网格长度单位)的右侧下拉列表中选择In(代表选择了英寸b)点击 Scale按钮,更改长度单位。在 Domain extents栏中采用了默认的SI单位制,长度单位为mc)点击按钮 Change length Units,设定 inches(英寸)为此次计算采用的长度单位确保Xmax(in)和Ymax(in)中数值为64英尺。(如图1.1)Scale gridScale factorsUnit a conversion00254rid Was Created In inY0+0254Change Length UnitsDomain extentsXmax [in]E4400001Ymin (in534Ymax(in) 64scaleUnscaleCloseHeld)计算采川的长度单位已被吏改为 inches(英寸),此时便能正确反映网格的几何尺寸注意此算例的求解过程中,除了长度外,其它单位均采用SI制。一般来说,没有必要对其它单位进行改动。按照上述的操作,长度单位已被确定为 inches若用户想采用别的单位制作为长度单位,如mm,可以在 Define的下拉菜单中打开 Set units对话框,进行更改。ww.myCFDcn《数值计算与工程仿真》专刊一 FLUENT HELP算例精选中文版(→)5.显示网格。(图1.2)Display→Grid,,Grid DisplOptionsEdge TypeSurfaces三彐p Mores今Atermal-3pressure-outlet-7H Edgesv feature velocity-inlet-5p facesy outlineuelocily-inlet-rall-4Partitionswall-iiShrink factor到终安Surface Types且彐Surface eame patternclip-surfHatchfanOutline InteriorDIsplayColorsCloseHelpa)确保在 surfaces项屮的所有表面都被选屮,然后点击 Display。ww.myCFDcn
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