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科研成果 | 我院科研团队在光学期刊《Optics express》发表利用光流神经网络实现高速PLIF图像的预测工作
近日,上海交通大学中英国际低碳学院董雪老师团队在光学期刊《Optics express》发表了利用神经网络和激光成像预测高速PLIF图像的工作--“100 kHz CH2O imaging realized by lower speed planar laser-induced fluorescence and deep learning ” (https://doi.org/10.1364/OE.433785 ),论文第一作者为上海交通大学中英国际低碳学院2019级博士生张暐,通讯作者为上海交通大学中英国际低碳学院副教授董雪。该工作为本团队与澳大利亚阿德莱德大学、南方科技大学以及瑞典隆德大学相关课题组合作研究的科研成果。
平面激光诱导荧光(PLIF)技术是燃烧中间产物测量的重要手段,其连续、高频的观测可以捕捉被测目标微纳时间尺度下的瞬态分布特征,是研究燃烧反应机理、验证流动燃烧模型的重要实验手段。然而,连续高频PLIF诊断受到激光器脉冲频率以及连续工作时间的限制,目前所能达到的最大测量频率为百 kHz,且连续测量时间有限,因而难以实现高频率、长时间的瞬态观测。
本工作搭建并优化神经网络模型,提取连续高频PLIF图像间的光流信息,并通过非线性形态变化拟合及帧间插值,实现了低频向高频的PLIF帧间预测。该方法在PLIF诊断领域尚属首次,目前模型可实现单帧插值(16.5 kHz到33kHz、25kHz到50kHz,50kHz到100kHz),同时可通过多帧形式实现较高精度的低频(33kHz、25kHz、20KHz)到高频的(100kHz)PLIF插值。后续课题组将持续探索适用于PLIF成像模式的其他高频图像重构方法,为提升PLIF诊断帧率提供可靠有效的模拟计算手段。
作者介绍:
张暐,上海交通大学中英国际低碳学院博士研究生,研究方向:深度学习,图像处理,激光成像。
董雪,现任上海交通大学中英国际低碳学院副教授,博士生导师。于2016年获得澳大利亚阿德莱德大学博士学位,同年入职上海交通大学。研究方向:湍流流动燃烧诊断;激光成像及图像处理、传感器融合等。
热烈祝贺董雪老师,获得上海交通大学2021年“教书育人奖”三等奖。