乐与大家分享。合成的PIV软件性能测试图像文件

robin

各位大侠。我这里有一套合成的PIV软件性能测试图像文件。乐与大家分享
文件内容说明如下：
1）SmallVortices_1.tif  互相关双帧图像的第一帧
2）SmallVortices_2.tif   互相关双帧图像的第二帧
3）known_result_4pixel_vector_spacing.tif    已知的流场速度分布
4）knownresults1pixspacing.txt   已知流场速度分布的Ascii码格式数据文件。每行数据分别为x.y 坐标， 速度的u, v 分量。
大家可以用各自的PIV 软件算算看，看谁算的结果好。我们也来个PIV Challenge China.

robin

对刚刚上传的文件稍微说明一下。
这是一对用数学方法合成的粒子图像。所以速度的分布是已知的。这对图像特别设计了可以用来显示PIV软件性能的结构。由于其数学合成的特性，图像是没有噪声的。这样就可以避免硬件性能差异对软件性能比较的干扰。
这对图像的运算难点有二：
1:涡旋结构尺度从左至右逐渐变小。
2:涡旋的流速从上至下逐渐变大
于是就有了一种直观的判据，一种软件所能给出的质量理想的速度场分布的区域越靠近右下角，则这种软件算法性能越好。因为这种软件能够分辨更细微的速度和空间漩涡结构。用这样一对合成图像来评测 PIV软件性能可以避免被用速度梯度很大的流场测试的结果所“蒙蔽”。从而能够客观而公正的评价软件的性能。

piv

PIV Challenge China 好呀，我们的测试结果图像，大家都来交流一下。

robin

这是我们的软件计算的结果。

robin

上一个图片放大观察效果会更好一点。这个图片给出了将结果划分成两部分放大后的结果。

robin

这张图片给出的是速度场U分量速度大小的彩色编码分布图。

robin

这张图片是供对比用的以知的流场分布

yxjbuaa

应该给出误差图，这样直接对比结果看不出明显的好坏。乍一看都差不多，不过细看还是有一定差别，给出误差分布图一看就明白，而且可以看出算法对什么样的流动计算精度不高。发觉鞍点处很容易出问题，旋涡大多都可以，谁能够分辩出最小的鞍点和速度梯度最大的鞍点，精度就要高一些，因为鞍点处的速度梯度更大，甚至有反方向的流动。可以看出，对下部速度大和右边旋涡小的鞍点很能验证算法的精度。

piv

楼上的说得没错，在鞍点处计算的难度最大，这不是简单的减少interogation区域就能做到的，尤其在右下角的区域。
我们算是国内PIV的一份子，大家好像使用dantec和tsi软件的不少，也算一下看看效果比较一下。相信通过这样的交流，一定会能提高国内PIV领域的水平，发展咱们中国自己的PIV软件和硬件系统。

yxjbuaa

遗憾的是我这里没有可以计算的软件。
关于算法，我想下一些功夫做一些文献调研，会有很大帮助，如果希望把精度提高，需要在图像处理，电子技术，计算机技术等多个领域有相当的资本积累，作流体的人大多是将PIV作为工具使用一下。我是作流体的，用过PIV而已，原本想自己编写数据处理程序，可是当对PIV有了一定的了解后，我不得不放弃了，因为太复杂，难度太大，如果要做好PIV，那么就作不好流体，做好流体就没有精力做PIV，呵呵，最后，我抛弃了PIV。不过我发现，国内的很多东西之所以落后，主要的一个原因是“闭门造车”严重，对外面世界的发展了解的太少。实际上，我们落后并不可怕。
有很多的国外刊物发表了大量关于PIV算法的文章，我发现，一旦有一个较为“先进”的算法出现，不久，在TSI的Insight（我唯一亲自使用过的PIV数据处理软件）立即就会加入，即便不成熟。这一点我们也可以做到啊，只是需要更大的人员投入和资本投入，不过怕什么呢？只要你真的想做好。
支持各位的努力！！！
不过这里好像只有PIV老兄是“民族”产业，其它的国内作PIV算法的都没来～～～～～

清风明月82

    我想用您给出的标准图像检验我的算法，但是发现一个问题。
请问楼主：
    您给出的已知流场速度分布的Ascii码格式数据文件。每行数据分别为x.y 坐标， 速度的u, v 分量。
    为什么象素坐标x，y是小数，间隔0.5，象素坐标应该是整数才是合理的啊！
    而且图像的实际大小为512*512，为什么只给出218*218的速度矢量？
    请指教原因，谢谢！

robin

清风明月82
您看的比较仔细。
在该数据文件的第一行，您可以看到下面文字“#DaVis 7.0.3 2D-vector 4 128 128 "" "pixel" "" "pixel" "" "counts" ” 　这表示矢量数据不是以每个象素为单位给出的，那样的话数据太多了，也太密集了。所以已知速度矢量按照每４x4个像素点位置给出一个速度矢量，这样做正好和通常计算选择最小积分窗口为４x4像素相配合。矢量坐标并没有设置在每个窗口的原点，而是位于平移了0.5个像素点的位置。所以给出的坐标和像素的关系就是 坐标=像素/4-0.5。 注意此时像素的计数是1-512。相信这样就可以理解数据的涵义了。

清风明月82

谢谢robin,我明白你的意思了.我可以将坐标在换算成象素:
                         象素=(坐标+0.5)*4;
我还想问你一下你给出的速度分量的单位是什么? 是象素/s还是国际单位mm/s
如果是mm/s,那么图像的比尺是多少?

robin

哈哈，不客气。这对图像并不是相机拍摄的真实图像，而是数学模拟出来的。既没有实际的时间间隔也没有对应的被测空间的实际尺度。给出的矢量实际上是两幅图像中粒子的位移矢量。单位是像素。实际PIV测量中，软件算出来的原始数据也是位移矢量，然后根据实际的脉冲时间间隔和图像成像倍率计算出相应的真实速度。但那时只要对算出的每个位移矢量乘以一个常数就可以了。

清风明月82

这个图像用来模拟算法是非常不错的
我看了一下第一行数据为:
0,50,50,002510383,33707
你说给出给出的矢量实际上是两幅图像中粒子的位移矢量单位是像素,但是象素位移矢量不应该是浮点数而是整数吧,实际的数据确为浮点数,如何解释那?
谢谢!!!