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从上个世纪开始，科学家们一直想要研究气泡在水中的运动特性，但由于其本身运动的特殊性和复杂性，种种研究都没有定论。要想研究尾流的物理特性，必须要研究它的气泡大小，气泡的密度，速度以及分布样式，尤其是尾流所体现出来的光学特性，可以说开辟了一条新的路线，甚至运用于军事方面，比如说鱼雷尾流制导。对于这方面的研究，国外进行的比较早，已经成功发明了对各种汽泡的摄影技术，其中大多数是利用光学摄像头。在实验中获得了相关汽泡数据。国内对于汽泡及尾流的研究较晚，与国外相比既不够成熟，也比较落后。随着国内相关研究的不断深入，和国防大业的需要，尤其是舰船航行的问题。我们国家急需研制出用能够测量尾流汽泡数量的水下成像系统。后来，田恒斗等人更是将气泡的传质过程的影响考虑了进来，使得这一门科学日趋严密。渐而，又有人建立了方程模型。使得人们渐渐能从数学的高度来描述气泡运动的特性，这门学科逐渐的成熟的发展起来。
1.2 当前研究水平
1.3 气泡的运动及采集
研究气泡的运动过程是很复杂的，无论从何种角度观察，他都体现了运动的无序性。要想对单一的气泡进行研究，就必须先对它的受力进行分析。任何物体都是受到地球重力影响的，对于气泡来说，可以忽略不计，气泡主要受到的是浮力，根据公式F=ρｇＶ，因而气泡越往上升体积越大。
CCD
目前大多数光学摄像头利用CCD把光学影像转化为数字信号。一般来讲，CCD价格便宜，在天文，摄影，光学等方面发挥着巨大的作用。它的原理都是通过其内部的光电二极管来进行光电转换。在光学摄像领域发展迅速。技术也趋于完善。CCD有TTL工艺和CMOS工艺两种。相比之下，前者的成像效果要优于后者，但代价是工艺繁复。
1.4 Matlab技术
MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。
20世纪以来，随着图论的发展，而矩阵作为图论的重要分支，日益显示出它的重要作用，就比如它在图像处理领域，把众多的像素点利用矩阵的方法从而进行处理已经是现代图像处理最根本的方法。在计算量大到惊人的图像处理中，matlab提供了其算法仿真。甚至于它的作图还可以三文化。一般可用于工程绘图和科学计算。
在这一以矩阵计算为基础的编程环境下，编程过程被大大简便。也便于获得更好的用户体验及编程效果。
其中，图像处理工具箱(IPT)是以MATLAB环境下开发出的辅助工具箱的一种，为需要进行图像处理的人员提供了一套良好便捷实用直观的工具。深受大家喜爱。
1.5 图像预处理
在现实生活中，我们所获取的图像难免会因为设备的误差，噪声的干扰，使得图像与预期的图像之间有所出入。如果直接进行图像处理，可能会添加进去许多不必要的计算量。往往还得不到理想的效果。这就好比做一道难题一样，往往在不清楚思路时，会大致的估算，粗略的分析。因此，在图像处理之前，预处理是很重要的，它需要和接下来的图像处理紧密相关。好的预处理可以有效的减少参考图像及待处理图像之间的几何畸变。
图像变换
图像变换一般指的是对源图像的像素进行一种可逆的矩阵变换。它有很多的变换方法：图像求反，对比度拉伸，动态范围压缩，灰度级切片。
灰度级插值
一般常用的是最邻近的插值方法，这种方法简单高效，对于灰度失真不大，但是误差较大，导致视觉效果不太好。它通过选择离它位置最近的一个像素点作为插值像素。具有平滑图像的特点。一般来讲，会使得图像更加模糊。
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