JPH09152443A - 粒子画像による流速計測方法および装置 - Google Patents
粒子画像による流速計測方法および装置Info
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- JPH09152443A JPH09152443A JP34536895A JP34536895A JPH09152443A JP H09152443 A JPH09152443 A JP H09152443A JP 34536895 A JP34536895 A JP 34536895A JP 34536895 A JP34536895 A JP 34536895A JP H09152443 A JPH09152443 A JP H09152443A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】精度の高い計測結果が得られる粒子画像による
流速計測方法および装置を提供することを目的とする 【構成】トレーサ粒子により可視化された流れを撮影す
る高速度カラーカメラと、該高速度カラーカメラで撮影
されたトレーサ粒子像の第１時刻および第２時刻のカラ
ー画像データを、それそれＲ信号の画像データ，Ｇ信号
の画像データ，Ｂ信号の画像データに分離するＲＧＢ分
離器と、前記それぞれの信号による画像データから速度
ベクトルを算出する画像処理手段とを備え、前記第１時
刻および第２時刻の画像データからそれぞれ一定の大き
さの領域を順次選び出し、前記Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ信号
の輝度データに基づき前記第１時刻の領域と第２時刻の
領域との相関係数を順次算出して輝度分布の最も類似性
の高い領域を求めることにより粒子の移動距離を求め、
該移動距離を第１時刻と第２時刻との時間間隔で除する
ことにより速度ベクトルを算出する。
流速計測方法および装置を提供することを目的とする 【構成】トレーサ粒子により可視化された流れを撮影す
る高速度カラーカメラと、該高速度カラーカメラで撮影
されたトレーサ粒子像の第１時刻および第２時刻のカラ
ー画像データを、それそれＲ信号の画像データ，Ｇ信号
の画像データ，Ｂ信号の画像データに分離するＲＧＢ分
離器と、前記それぞれの信号による画像データから速度
ベクトルを算出する画像処理手段とを備え、前記第１時
刻および第２時刻の画像データからそれぞれ一定の大き
さの領域を順次選び出し、前記Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ信号
の輝度データに基づき前記第１時刻の領域と第２時刻の
領域との相関係数を順次算出して輝度分布の最も類似性
の高い領域を求めることにより粒子の移動距離を求め、
該移動距離を第１時刻と第２時刻との時間間隔で除する
ことにより速度ベクトルを算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流れ場における流速計
測装置に関し、詳しくは、流体中に混入した微少なトレ
ーサ粒子をテレビカメラにより撮影し、該テレビカメラ
により撮影された画像データからトレーサの運動を追跡
し、流体の速度ベクトルを求める粒子画像流速計測法
（Ｐａｒｔｉｃｌｅ−Ｉｍａｇｉｎｇ Ｖｅｌｏｃｉｍ
ｅｔｒｙ，以下、ＰＩＶという。）に関する。
測装置に関し、詳しくは、流体中に混入した微少なトレ
ーサ粒子をテレビカメラにより撮影し、該テレビカメラ
により撮影された画像データからトレーサの運動を追跡
し、流体の速度ベクトルを求める粒子画像流速計測法
（Ｐａｒｔｉｃｌｅ−Ｉｍａｇｉｎｇ Ｖｅｌｏｃｉｍ
ｅｔｒｙ，以下、ＰＩＶという。）に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、全流れ場の流体の流速分布を同時
に計測する手法として、ＰＩＶが用いられている。ＰＩ
Ｖは、流体中にトレーサ粒子と呼ばれる微小な粒子を混
入して流れを可視化した土で、該トレーサ粒子の運動を
テレビカメラ等により撮影し、該テレビカメラ等により
撮影された画像を画像処理してトレーサ粒子の運動を追
跡することにより流体の流速分布を求める流速計測法で
あり、撮影方法および画像処理方法の違いにより、いく
つかの種類がある。
に計測する手法として、ＰＩＶが用いられている。ＰＩ
Ｖは、流体中にトレーサ粒子と呼ばれる微小な粒子を混
入して流れを可視化した土で、該トレーサ粒子の運動を
テレビカメラ等により撮影し、該テレビカメラ等により
撮影された画像を画像処理してトレーサ粒子の運動を追
跡することにより流体の流速分布を求める流速計測法で
あり、撮影方法および画像処理方法の違いにより、いく
つかの種類がある。
【０００３】上記ＰＩＶの１つとして、図２に示すもの
がある。この従来の方法においては、流体中に混入され
たトレーサ粒子１’を同期回路４’により後述する高速
度カラーカメラ２’のシャッターに同期して点滅するス
トロボライト３’で照射しながら、前記高速度カラーカ
メラ２’により微小な時間間隔で連続的に２時刻撮影
し、該高速度カラーカメラ２’で撮影されたトレーサ粒
子１’を含む流れの第１時刻および第２時刻のカラー画
像データを一旦画像メモリ６’に蓄積する。該画像メモ
リに蓄積６’された前記第１時刻および第２時刻のカラ
ー画像データは、前記画像処理装置７’に読み出され
て、それぞれ輝度データに変換される。前記カラー画像
データは、赤・緑・青（以下、Ｒ・Ｇ・Ｂという。）の
三原色の画像データで構成されているが、前記輝度デー
タに変換される際にモノクロのデータに変換される。す
なわち、ある座標における画素のＲの輝度，Ｇの輝度，
Ｂの輝度をそれぞれｆｒ（ｘ，ｙ），ｆｇ（ｘ，ｙ），
ｆｂ（ｘ，ｙ）とすると、前記輝度データにおける前記
座標の画素の輝度ｆ（ｘ，ｙ）は以下に示す式で表され
る。
がある。この従来の方法においては、流体中に混入され
たトレーサ粒子１’を同期回路４’により後述する高速
度カラーカメラ２’のシャッターに同期して点滅するス
トロボライト３’で照射しながら、前記高速度カラーカ
メラ２’により微小な時間間隔で連続的に２時刻撮影
し、該高速度カラーカメラ２’で撮影されたトレーサ粒
子１’を含む流れの第１時刻および第２時刻のカラー画
像データを一旦画像メモリ６’に蓄積する。該画像メモ
リに蓄積６’された前記第１時刻および第２時刻のカラ
ー画像データは、前記画像処理装置７’に読み出され
て、それぞれ輝度データに変換される。前記カラー画像
データは、赤・緑・青（以下、Ｒ・Ｇ・Ｂという。）の
三原色の画像データで構成されているが、前記輝度デー
タに変換される際にモノクロのデータに変換される。す
なわち、ある座標における画素のＲの輝度，Ｇの輝度，
Ｂの輝度をそれぞれｆｒ（ｘ，ｙ），ｆｇ（ｘ，ｙ），
ｆｂ（ｘ，ｙ）とすると、前記輝度データにおける前記
座標の画素の輝度ｆ（ｘ，ｙ）は以下に示す式で表され
る。
【０００４】
【数１】
【０００５】なお、前記式における係数γｒ，γｇ，γ
ｂは、それぞれ０から１の間の値をとり、その３つの和
が１となる係数であり、一般に、γｒ＝０．３０，γｇ
＝０．５９，γｂ＝０．１１といった値がとられてい
る。前記各係数の値は、カラー画像が自然な色調となる
値である。
ｂは、それぞれ０から１の間の値をとり、その３つの和
が１となる係数であり、一般に、γｒ＝０．３０，γｇ
＝０．５９，γｂ＝０．１１といった値がとられてい
る。前記各係数の値は、カラー画像が自然な色調となる
値である。
【０００６】前記画像処理装置７’において、第１時刻
および第２時刻の輝度データから任意の座標の画素を中
心とした一定の大きさの領域を順次選び出し、第１時刻
と第２時刻の輝度データで最も類似性の高い領域を求め
る。前記２つの領域の類似性の判断は、数値計算により
行う。すなわち、第１時刻および第２時刻の輝度データ
を走査し、前記第１時刻の輝度データから順次選び出し
た領域と、第２時刻の輝度データから順次選び出した領
域について、順次相関係数を算出し、該相関係数が最も
１に近い値となったとき、その２つの領域が最も類似性
の高い領域となる。そして、第１時刻の領域中の特定の
画素の座標を始点とし、前記特定の画素に対応する第２
時刻の領域中の画素の座標を終点とするベクトルを、第
１時刻と第２時刻との時間間隔で除することによりトレ
ーサ粒子を含む流体の速度ベクトルを算出し、モニター
８’に計算結果を表示する。
および第２時刻の輝度データから任意の座標の画素を中
心とした一定の大きさの領域を順次選び出し、第１時刻
と第２時刻の輝度データで最も類似性の高い領域を求め
る。前記２つの領域の類似性の判断は、数値計算により
行う。すなわち、第１時刻および第２時刻の輝度データ
を走査し、前記第１時刻の輝度データから順次選び出し
た領域と、第２時刻の輝度データから順次選び出した領
域について、順次相関係数を算出し、該相関係数が最も
１に近い値となったとき、その２つの領域が最も類似性
の高い領域となる。そして、第１時刻の領域中の特定の
画素の座標を始点とし、前記特定の画素に対応する第２
時刻の領域中の画素の座標を終点とするベクトルを、第
１時刻と第２時刻との時間間隔で除することによりトレ
ーサ粒子を含む流体の速度ベクトルを算出し、モニター
８’に計算結果を表示する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法におい
ては、高速度カラーカメラにより撮影されたカラー画像
データをモノクロの輝度データに変換するために、デー
タとしての情報量が減少するという問題がある。すなわ
ち、本来、Ｒ・Ｇ・Ｂの三原色で構成されている３次元
の情報を、１次元の情報であるモノクロの輝度データに
変換することにより、データの情報量が減少し、データ
としての正確さが低下してしまう。そのため、第１時刻
と第２時刻の領域の同定に誤対応が生じ、実際の流れと
は異なる速度ベクトル（以下、誤対応ベクトルとい
う。）が発生する可能性が高くなり、高精度な流速分布
計測を行おうとした場合には十分な測定精度が得られな
いおそれがあった。本発明は、誤対応ベクトルが発生す
る割合（以下、誤り率という。）を低減し、より精度の
高い計測結果が得られる粒子画像による流速計測方法お
よび装置を提供することを目的とするものである。
ては、高速度カラーカメラにより撮影されたカラー画像
データをモノクロの輝度データに変換するために、デー
タとしての情報量が減少するという問題がある。すなわ
ち、本来、Ｒ・Ｇ・Ｂの三原色で構成されている３次元
の情報を、１次元の情報であるモノクロの輝度データに
変換することにより、データの情報量が減少し、データ
としての正確さが低下してしまう。そのため、第１時刻
と第２時刻の領域の同定に誤対応が生じ、実際の流れと
は異なる速度ベクトル（以下、誤対応ベクトルとい
う。）が発生する可能性が高くなり、高精度な流速分布
計測を行おうとした場合には十分な測定精度が得られな
いおそれがあった。本発明は、誤対応ベクトルが発生す
る割合（以下、誤り率という。）を低減し、より精度の
高い計測結果が得られる粒子画像による流速計測方法お
よび装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明における粒子画像
による流速計測装置は、トレーサ粒子により可視化され
た流れを撮影する高速度カラーカメラと、該高速度カラ
ーカメラで撮影されたトレーサ粒子像の第１時刻および
第２時刻のカラー画像データを、それぞれＲ信号の画像
データ，Ｇ信号の画像データ，Ｂ信号の画像データに分
離するＲＧＢ分離器と、前記それぞれの信号による画像
データから速度ベクトルを算出する画像処理手段とを備
えてなり、また、本発明における粒子画像による流速計
測方法は、前記高速度カラーカメラで撮影された第１時
刻および第２時刻におけるトレーサ粒子像のカラー画像
データを、Ｒ信号の画像データ，Ｇ信号の画像データ，
Ｂ信号の画像データに分離し、それぞれの信号の前記第
１時刻および第２時刻の画像データからそれぞれ一定の
大きさの領域を順次選び出し、前記Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ
信号の輝度データに基づき前記第１時刻の領域と第２時
刻の領域との相関係数を順次算出して輝度分布の最も類
似性の高い領域を求めることにより粒子の移動距離を求
め、該移動距離を第１時刻と第２時刻との時間間隔で除
することにより速度ベクトルを算出する。
による流速計測装置は、トレーサ粒子により可視化され
た流れを撮影する高速度カラーカメラと、該高速度カラ
ーカメラで撮影されたトレーサ粒子像の第１時刻および
第２時刻のカラー画像データを、それぞれＲ信号の画像
データ，Ｇ信号の画像データ，Ｂ信号の画像データに分
離するＲＧＢ分離器と、前記それぞれの信号による画像
データから速度ベクトルを算出する画像処理手段とを備
えてなり、また、本発明における粒子画像による流速計
測方法は、前記高速度カラーカメラで撮影された第１時
刻および第２時刻におけるトレーサ粒子像のカラー画像
データを、Ｒ信号の画像データ，Ｇ信号の画像データ，
Ｂ信号の画像データに分離し、それぞれの信号の前記第
１時刻および第２時刻の画像データからそれぞれ一定の
大きさの領域を順次選び出し、前記Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ
信号の輝度データに基づき前記第１時刻の領域と第２時
刻の領域との相関係数を順次算出して輝度分布の最も類
似性の高い領域を求めることにより粒子の移動距離を求
め、該移動距離を第１時刻と第２時刻との時間間隔で除
することにより速度ベクトルを算出する。
【０００９】
【作用】本発明においては、高速度カラーカメラにより
撮影されたトレーサ粒子により可視化された流れの画像
を、Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ信号に分離し、該Ｒ信号，Ｇ信
号，Ｂ信号の画像データに基づいて画像処理を行い、速
度ベクトルを算出するので、データの情報量が減少する
ことがなく、より正確な計測結果を得ることができる。
撮影されたトレーサ粒子により可視化された流れの画像
を、Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ信号に分離し、該Ｒ信号，Ｇ信
号，Ｂ信号の画像データに基づいて画像処理を行い、速
度ベクトルを算出するので、データの情報量が減少する
ことがなく、より正確な計測結果を得ることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。本
発明における粒子画像による流速計測装置の概略構成を
示すブロック線図を図１に示す。本実施例においては、
トレーサ粒子像をより鮮明に撮影する目的で、トレーサ
粒子の照明にストロボライトを用いている。図１におい
て、符号２で示すものは、流体中に混入されたトレーサ
粒子１を撮影する高速度カラーカメラであり、符号３で
示すものは、前記トレーサ粒子１にストロボ光を照射す
るストロボライトであり、符号４で示すものは、前記高
速度カラーカメラ２のシャッターと前記ストロボライト
３の点滅とを同期させる同期回路であり、符号５で示す
ものは、前記高速度カラーカメラ２で撮影されたトレー
サ粒子像のカラー画像データをＲ信号の画像データ，Ｇ
信号の画像データ，Ｂ信号の画像データに分離するＲＧ
Ｂ分離器であり、符号６で示すものは、前記ＲＧＢ分離
器５で分離されたＲ信号の画像データ，Ｇ信号の画像デ
ータ，Ｂ信号の画像データを蓄積する画像メモリであ
り、符号７で示すものは、前記画像メモリ６に蓄積され
たＲ信号の画像データ，Ｇ信号の画像データ，Ｂ信号の
画像データの輝度データに基づき速度ベクトルを算出す
る画像処理手段であり、符号８で示すものは、計算結果
を表示するモニターである。
発明における粒子画像による流速計測装置の概略構成を
示すブロック線図を図１に示す。本実施例においては、
トレーサ粒子像をより鮮明に撮影する目的で、トレーサ
粒子の照明にストロボライトを用いている。図１におい
て、符号２で示すものは、流体中に混入されたトレーサ
粒子１を撮影する高速度カラーカメラであり、符号３で
示すものは、前記トレーサ粒子１にストロボ光を照射す
るストロボライトであり、符号４で示すものは、前記高
速度カラーカメラ２のシャッターと前記ストロボライト
３の点滅とを同期させる同期回路であり、符号５で示す
ものは、前記高速度カラーカメラ２で撮影されたトレー
サ粒子像のカラー画像データをＲ信号の画像データ，Ｇ
信号の画像データ，Ｂ信号の画像データに分離するＲＧ
Ｂ分離器であり、符号６で示すものは、前記ＲＧＢ分離
器５で分離されたＲ信号の画像データ，Ｇ信号の画像デ
ータ，Ｂ信号の画像データを蓄積する画像メモリであ
り、符号７で示すものは、前記画像メモリ６に蓄積され
たＲ信号の画像データ，Ｇ信号の画像データ，Ｂ信号の
画像データの輝度データに基づき速度ベクトルを算出す
る画像処理手段であり、符号８で示すものは、計算結果
を表示するモニターである。
【００１１】前記高速度カラーカメラ２は、１秒間に５
００枚の画像を撮影することができ、前記ストロボライ
ト３は、前記高速度カラーカメラ２のシャッターに同期
して１秒間に５００回点滅してトレーサ粒子１にストロ
ボ光を照射する。前記ストロボライト３は、極短時間だ
け発光するストロボ光を照明光とすることで、トレーサ
粒子１の移動によるトレーサ粒子像のブレを減少させ、
より鮮明なトレーサ粒子像を撮影するために用いられて
いる。従って、前記高速度カラーカメラ２では、５００
分の１秒毎のトレーサ粒子１の瞬間画像が撮影される。
前記高速度カラーカメラにより撮影された複数のカラー
画像データは、それぞれＲＧＢ分離器でＲ信号の画像デ
ータ，Ｇ信号の画像データ，Ｂ信号の画像データに分離
された後、画像メモリ６に蓄積される。該画像メモリ６
に蓄積される前記Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の画像データ
は、それぞれ色相データ，彩度データおよび輝度データ
で構成されているが、そのうち、それぞれの輝度データ
のみを画像処理手段７に入力する。前記輝度データは、
各画素毎の輝度を数値で示したものである。そして、前
記第１時刻におけるＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の輝度デー
タと、第２時刻におけるＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の輝度
データとからトレーサ粒子１の移動距離を算出する。
００枚の画像を撮影することができ、前記ストロボライ
ト３は、前記高速度カラーカメラ２のシャッターに同期
して１秒間に５００回点滅してトレーサ粒子１にストロ
ボ光を照射する。前記ストロボライト３は、極短時間だ
け発光するストロボ光を照明光とすることで、トレーサ
粒子１の移動によるトレーサ粒子像のブレを減少させ、
より鮮明なトレーサ粒子像を撮影するために用いられて
いる。従って、前記高速度カラーカメラ２では、５００
分の１秒毎のトレーサ粒子１の瞬間画像が撮影される。
前記高速度カラーカメラにより撮影された複数のカラー
画像データは、それぞれＲＧＢ分離器でＲ信号の画像デ
ータ，Ｇ信号の画像データ，Ｂ信号の画像データに分離
された後、画像メモリ６に蓄積される。該画像メモリ６
に蓄積される前記Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の画像データ
は、それぞれ色相データ，彩度データおよび輝度データ
で構成されているが、そのうち、それぞれの輝度データ
のみを画像処理手段７に入力する。前記輝度データは、
各画素毎の輝度を数値で示したものである。そして、前
記第１時刻におけるＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の輝度デー
タと、第２時刻におけるＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の輝度
データとからトレーサ粒子１の移動距離を算出する。
【００１２】トレーサ粒子の移動距離の算出は、以下の
ようにして行われる。第１時刻および第２時刻の画像デ
ータからそれぞれ任意の座標の画素を選び出し、該画素
を中心として一定の大きさの領域をそれぞれ設定する。
前記２つの領域についてＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号それぞ
れの輝度データから、それぞれの相関係数を計算する。
該計算の結果、Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ信号における相関係
数Ｃｒ，Ｃｇ，Ｃｂが得られる。そして、以下に示す式
より、前記２つの領域の相関係数Ｃを求める。なお、以
下の式において係数γｒ，γｇ，γｂは、それぞれ０か
ら１の間の値をとり、その３つの和が１となる係数であ
る。
ようにして行われる。第１時刻および第２時刻の画像デ
ータからそれぞれ任意の座標の画素を選び出し、該画素
を中心として一定の大きさの領域をそれぞれ設定する。
前記２つの領域についてＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号それぞ
れの輝度データから、それぞれの相関係数を計算する。
該計算の結果、Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ信号における相関係
数Ｃｒ，Ｃｇ，Ｃｂが得られる。そして、以下に示す式
より、前記２つの領域の相関係数Ｃを求める。なお、以
下の式において係数γｒ，γｇ，γｂは、それぞれ０か
ら１の間の値をとり、その３つの和が１となる係数であ
る。
【００１３】
【数２】
【００１４】次に、順次第１時刻および第２時刻の画像
データから選び出す画素の座標を変えて、上記相関係数
Ｃの計算を行い、最も類似性の高い領域、すなわち相関
係数Ｃが最も１に近い値をとる領域を求める。第１時刻
の画像データから選び出された領域と第２時刻の画像デ
ータから選び出された領域との類似性が高いということ
は、すなわち、第１時刻の領域が、第１時刻と第２時刻
との間に、第２時刻の領域の位置まで移動したと見なす
ことができるので、前記第１時刻の領域の中心の画素の
座標と、前記第２時刻の領域の中心の画素の座標との距
離が、トレーサ粒子１の移動距離となり、該移動距離を
第１時刻と第２時刻との時間間隔（本実施例においては
５００分の１秒）で除することにより、トレーサ粒子１
の速度ベクトルが求まる。
データから選び出す画素の座標を変えて、上記相関係数
Ｃの計算を行い、最も類似性の高い領域、すなわち相関
係数Ｃが最も１に近い値をとる領域を求める。第１時刻
の画像データから選び出された領域と第２時刻の画像デ
ータから選び出された領域との類似性が高いということ
は、すなわち、第１時刻の領域が、第１時刻と第２時刻
との間に、第２時刻の領域の位置まで移動したと見なす
ことができるので、前記第１時刻の領域の中心の画素の
座標と、前記第２時刻の領域の中心の画素の座標との距
離が、トレーサ粒子１の移動距離となり、該移動距離を
第１時刻と第２時刻との時間間隔（本実施例においては
５００分の１秒）で除することにより、トレーサ粒子１
の速度ベクトルが求まる。
【００１５】
【発明の効果】本発明においては、トレーサ粒子により
可視化された流れを撮影する高速度カラーカメラと、該
高速度カラーカメラで撮影された前記可視化された流れ
の第１時刻およひ第２時刻のカラー画像データを、それ
ぞれＲ信号の画像データ，Ｇ信号の画像データ，Ｂ信号
の画像データに分離するＲＧＢ分離器と、それぞれの信
号による画像データから速度ベクトルを算出する画像処
理手段とを備え、前記高速度カラーカメラで撮影された
第１時刻および第２時刻における流れのカラー画像デー
タを、Ｒ信号の画像データ，Ｇ信号の画像データ，Ｂ信
号の画像データに分離し、前記第１時刻および第２時刻
の画像データからそれぞれ領域を順次選び出し、前記Ｒ
信号，Ｇ信号，Ｂ信号の画像データに基づき前記第１時
刻の領域と第２時刻の領域との相関係数を順次算出し
て、速度ベクトルを算出するので、従来のように、カラ
ー画像データを、モノクロの輝度データに変換した後に
相関係数を算出する方法に比べて、相関係数算出時の画
像データの情報量の減少が少なく、誤対応ベクトルの生
ずる確率が低減し、より正確な流体の速度ベクトルを得
ることができる。
可視化された流れを撮影する高速度カラーカメラと、該
高速度カラーカメラで撮影された前記可視化された流れ
の第１時刻およひ第２時刻のカラー画像データを、それ
ぞれＲ信号の画像データ，Ｇ信号の画像データ，Ｂ信号
の画像データに分離するＲＧＢ分離器と、それぞれの信
号による画像データから速度ベクトルを算出する画像処
理手段とを備え、前記高速度カラーカメラで撮影された
第１時刻および第２時刻における流れのカラー画像デー
タを、Ｒ信号の画像データ，Ｇ信号の画像データ，Ｂ信
号の画像データに分離し、前記第１時刻および第２時刻
の画像データからそれぞれ領域を順次選び出し、前記Ｒ
信号，Ｇ信号，Ｂ信号の画像データに基づき前記第１時
刻の領域と第２時刻の領域との相関係数を順次算出し
て、速度ベクトルを算出するので、従来のように、カラ
ー画像データを、モノクロの輝度データに変換した後に
相関係数を算出する方法に比べて、相関係数算出時の画
像データの情報量の減少が少なく、誤対応ベクトルの生
ずる確率が低減し、より正確な流体の速度ベクトルを得
ることができる。
【図１】 本発明における粒子画像による流速計側装置
の構成の一実施例を示すブロック図である。
の構成の一実施例を示すブロック図である。
【図２】 従来技術における粒子画像による流速計測装
置の一例を示すブロック図である。
置の一例を示すブロック図である。
１ トレーサ粒子 ２ 高速度カラーカメラ ３ ストロボライト ４ 同期回路 ５ ＲＧＢ分離器 ６ 画像メモリ ７ 画像処理手段 ８ モニター
Claims (2)
- 【請求項１】トレーサ粒子により可視化された流れを連
続した２時刻において撮影する高速度カラーカメラと、 該高速度カラーカメラで撮影された前記可視化された流
れの第１時刻および第２時刻のカラー画像データを、そ
れぞれＲ信号の画像データ，Ｇ信号の画像データ，Ｂ信
号の画像データに分離するＲＧＢ分離器と、 前記第１時刻および第２時刻のＲ信号の画像データ，Ｇ
信号の画像データ，Ｂ信号の画像データから速度ベクト
ルを算出する画像処理手段とを備えたことを特徴とする
粒子画像による流速計測装置。 - 【請求項２】高速度カラーカメラで撮影された第１時刻
および第２時刻におけるトレーサ粒子像のカラー画像デ
ータを、Ｒ信号の画像データ，Ｇ信号の画像データ，Ｂ
信号の画像データに分離し、それぞれの信号の前記第１
時刻および第２時刻の画像データからそれぞれ一定の大
きさの領域を順次選び出し、前記Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ信
号の輝度データに基づき前記第１時刻の領域と第２時刻
の領域との相関係数を順次算出して輝度分布の最も類似
性の高い領域を求めることにより粒子の移動距離を求
め、該移動距離を第１時刻と第２時刻との時間間隔で除
することにより速度ベクトルを算出することを特徴とす
る粒子画像による流速計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34536895A JPH09152443A (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 粒子画像による流速計測方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34536895A JPH09152443A (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 粒子画像による流速計測方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09152443A true JPH09152443A (ja) | 1997-06-10 |
Family
ID=18376128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34536895A Pending JPH09152443A (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 粒子画像による流速計測方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09152443A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007041717A1 (de) * | 2007-09-04 | 2009-03-05 | Kölling, Christian, Dr.-Ing. | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Oberflächengeschwindigkeiten und der Durchflussmenge von Flüssigkeiten in Rohrleitungen, offenen oder geschlossenen Kanälen und Gewässern |
| CN101852813A (zh) * | 2010-05-18 | 2010-10-06 | 河海大学 | 一种泥沙沉速的测量装置及其测量方法 |
| CN103698553A (zh) * | 2013-12-26 | 2014-04-02 | 天津大学 | 基于红外摄像的新型表面流场测速系统和测速方法 |
| KR101659443B1 (ko) * | 2015-05-28 | 2016-09-23 | 서울대학교산학협력단 | 상관계수 및 옵티컬플로우 통합 방식을 이용한 고정밀 입자영상유속 측정방법 |
-
1995
- 1995-11-29 JP JP34536895A patent/JPH09152443A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007041717A1 (de) * | 2007-09-04 | 2009-03-05 | Kölling, Christian, Dr.-Ing. | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Oberflächengeschwindigkeiten und der Durchflussmenge von Flüssigkeiten in Rohrleitungen, offenen oder geschlossenen Kanälen und Gewässern |
| CN101852813A (zh) * | 2010-05-18 | 2010-10-06 | 河海大学 | 一种泥沙沉速的测量装置及其测量方法 |
| CN103698553A (zh) * | 2013-12-26 | 2014-04-02 | 天津大学 | 基于红外摄像的新型表面流场测速系统和测速方法 |
| KR101659443B1 (ko) * | 2015-05-28 | 2016-09-23 | 서울대학교산학협력단 | 상관계수 및 옵티컬플로우 통합 방식을 이용한 고정밀 입자영상유속 측정방법 |
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