本发明涉及火焰形态测量，尤其是涉及一种球面火焰形态的确定方法、装置、存储介质及计算机设备。
背景技术：
1、球面火焰是内燃机燃烧和预混气体爆炸的经典火焰模式，其传播过程中的火焰前锋面形态演化是导致火焰加速的主导因素。因此，定量表征球面火焰形态是指导内燃机燃烧组织和气体燃爆风险评估的关键技术。
2、目前，通常现有的球面火焰形态定量表征技术主要基于人工阈值方法，即根据火焰图像对二值化阈值进行人工赋值，该方法主观性较强，导致火焰形态的确定准确度较低，同时人工赋值的方式，需要工作人员预先查阅相关资料，导致火焰形态的确定效率较低。
技术实现思路
1、本发明提供了一种球面火焰形态的确定方法、装置、存储介质及计算机设备，主要在于能够提高球面火焰形态的确定准确度和确定效率。
2、根据本发明的第一个方面，提供一种球面火焰形态的确定方法，包括：
3、响应于被测球面火焰的火焰形态确定信号，采集所述被测球面火焰的火焰图片；
4、基于所述火焰图片，确定所述被测球面火焰的实际火焰半径，并基于所述实际火焰半径，在所述火焰图片中确定所述被测球面火焰不存在胞状结构重叠的局部区域图像；
5、将所述局部区域图像输入至预设火焰裂纹预测模型中进行裂纹预测，得到所述局部区域图像中的火焰裂纹图像；
6、基于所述火焰裂纹图像，确定所述被测球面火焰的实际火焰裂纹长度，并基于所述实际火焰裂纹长度、所述实际火焰半径，确定所述被测球面火焰的火焰形态。
7、可选地，所述基于所述火焰图片，确定所述被测球面火焰的实际火焰半径，包括：
8、在所述火焰图片中去除不包含火焰的背景图像，得到去背火焰图片；
9、对所述去背火焰图片进行灰度处理和二值化处理，得到所述去背火焰图片对应的二值化火焰图片；
10、对所述二值化火焰图片的边缘像素点进行拟合，得到所述被测球面火焰在所述二值化火焰图片中的边缘轮廓曲线；
11、基于所述边缘轮廓曲线和所述火焰图片对应的图像采集装置的缩放比例，确定所述被测球面火焰的实际火焰半径。
12、可选地，所述基于所述实际火焰半径，在所述火焰图片中确定所述被测球面火焰不存在胞状结构重叠的局部区域图像，包括：
13、基于所述实际火焰半径和预设半径截取系数，确定所述被测球面火焰对应的截取区域半径；
14、在所述被测球面火焰中确定不存在胞状结构重叠的球面方向，并基于所述球面方向和所述截取区域半径，在所述被测球面火焰中确定不存在胞状结构重叠的弧形火焰区域，并在所述火焰图片中确定所述弧形火焰区域对应的局部区域图像。
15、可选地，在所述将所述局部区域图像输入至预设火焰裂纹预测模型中进行裂纹预测，得到所述局部区域图像中的火焰裂纹图像之前，所述方法还包括：
16、构建至少一个预设初始火焰裂纹预测模型；
17、获取样本图片集，其中，所述样本图片集包括多张具有标注信息的样本火焰图片，所述标注信息包括标注框和标注框内目标的标注类型，所述标注类型包括火焰裂纹；
18、基于所述预设初始火焰裂纹预测模型的模型数量，将所述样本图片集划分为多组训练集和多组测试集，利用各组训练集对相应预设初始火焰裂纹预测模型进行训练，并利用各组测试集对相应训练后的所述预设初始火焰裂纹预测模型进行测试，将满足测试条件的所述预设初始火焰裂纹预测模型作为所述预设火焰裂纹预测模型。
19、可选地，所述基于所述火焰裂纹图像，确定所述被测球面火焰的实际火焰裂纹长度，包括：
20、确定所述火焰裂纹图像中各个像素点对应的预设邻域内的参考像素点的像素值，并基于所述预设邻域内的参考像素点的像素值，对所述预设邻域内的各个参考像素点进行排序，得到所述预设邻域内各个排序后的像素点；
21、在所述预设邻域内各个排序后的像素点中确定中值像素点，并利用所述中值像素点替换火焰裂纹图像中各个对应的像素点，得到去噪后的火焰裂纹图像；
22、确定所述去噪后的火焰裂纹图像对应的灰度直方图h（x,y），并基于所述灰度直方图h（x,y），确定所述去噪后的火焰裂纹图像中的目标评估裂纹图像，并确定所述目标评估裂纹图像对应的二值化裂纹图像；
23、利用预设骨架算法对所述二值化裂纹图像进行骨架化处理，得到单像素宽度的火焰骨架图像；
24、基于所述火焰骨架图像，确定所述局部区域图像对应的弧形火焰区域的参考火焰裂纹长度；
25、基于所述弧形火焰区域的火焰半径、所述被测球面火焰的实际火焰半径、所述参考火焰裂纹长度，确定所述被测球面火焰的实际火焰裂纹长度。
26、可选地，所述灰度直方图h（x,y）包括所述去噪后的火焰裂纹图像内各像素点对应的灰度直方，任一灰度直方用于表示各像素点的灰度值以及每个灰度值对应的像素点数量；
27、所述基于所述灰度直方图h（x,y），确定所述去噪后的火焰裂纹图像中的目标评估裂纹图像，包括：
28、获取所述灰度直方图h（x,y）中各灰度直方对应的像素点数量峰值p0，并根据所述像素点数量峰值p0以及预设系数a计算所述灰度直方图对应的第一评估值，所述第一评估值=a×p0；
29、绘制所述第一评估值对应的第一评估水平线l0，并获取与所述第一评估水平线l0相交且距离最近的两个灰度直方xl和xu，其中，xl小于xu，所述第一评估水平线l0为y=a×p0；
30、将灰度值小于xl的第一灰度直方进行线性拟合，得到第一参照水平线y=p1，计算所述第一灰度直方的第一标准差s1，依据所述第一参照水平线和所述第一标准差s1绘制第二评估水平线l1，并获取第一灰度直方中与所述第二评估水平线l1相交的灰度直方t1，其中，所述第二评估水平线l1为y=p1+2×s1；
31、将灰度值大于xu的第二灰度直方进行线性拟合，得到第二参照水平线y=p2，计算所述第二灰度直方的第二标准差s2，依据所述第二参照水平线和所述第二标准差s2绘制第三评估水平线l2，并获取第二灰度直方中与所述第三评估水平线l2相交的灰度直方tu，其中，所述第三评估水平线l2为y=p2+2×s2；
32、分割所述去噪后的火焰裂纹图像中（t1，tu）范围内的区域作为所述目标评估裂纹图像。
33、可选地，所述火焰形态包括所述被测球面火焰的火焰细胞平均半径和火焰细胞总数量；
34、所述基于所述实际火焰裂纹长度、所述实际火焰半径，确定所述被测球面火焰的火焰形态，包括：
35、基于所述实际火焰裂纹长度、所述实际火焰半径，确定所述被测球面火焰的火焰细胞平均半径，其中，；
36、基于所述火焰细胞平均半径、所述实际火焰半径，确定所述被测球面火焰的火焰细胞总数量，其中，。
37、根据本发明的第二个方面，提供一种球面火焰形态的确定装置，包括：
38、采集单元，用于响应于被测球面火焰的火焰形态确定信号，采集所述被测球面火焰的火焰图片；
39、第一确定单元，用于基于所述火焰图片，确定所述被测球面火焰的实际火焰半径，并基于所述实际火焰半径，在所述火焰图片中确定所述被测球面火焰不存在胞状结构重叠的局部区域图像；
40、预测单元，用于将所述局部区域图像输入至预设火焰裂纹预测模型中进行裂纹预测，得到所述局部区域图像中的火焰裂纹图像；
41、第二确定单元，用于基于所述火焰裂纹图像，确定所述被测球面火焰的实际火焰裂纹长度，并基于所述实际火焰裂纹长度、所述实际火焰半径，确定所述被测球面火焰的火焰形态。
42、根据本发明的第三个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以上球面火焰形态的确定方法。
43、根据本发明的第四个方面，提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以上球面火焰形态的确定方法。
44、根据本发明提供的一种球面火焰形态的确定方法、装置、存储介质及计算机设备，与目前基于人工阈值方法确定火焰形态的方式相比，本发明通过响应于被测球面火焰的火焰形态确定信号，采集所述被测球面火焰的火焰图片；并基于所述火焰图片，确定所述被测球面火焰的实际火焰半径，并基于所述实际火焰半径，在所述火焰图片中确定所述被测球面火焰不存在胞状结构重叠的局部区域图像；之后将所述局部区域图像输入至预设火焰裂纹预测模型中进行裂纹预测，得到所述局部区域图像中的火焰裂纹图像；最终基于所述火焰裂纹图像，确定所述被测球面火焰的实际火焰裂纹长度，并基于所述实际火焰裂纹长度、所述实际火焰半径，确定所述被测球面火焰的火焰形态。由此通过在被测球面火焰对应的火焰图片中确定不存在胞状结构重叠的局部区域图像，并利用模型预测局部区域图像中的火焰裂纹图像，最终根据火焰裂纹图像，确定被测球面火焰的火焰形态，从而通过利用模型来预测火焰裂纹图像，最终根据火焰裂纹图像来自动进行火焰形态的确定，能够避免人工阈值法确定火焰形态导致的确定效率较低和确定错误的情况，即本发明能够提高火焰形态的确定效率和确定准确度，与此同时，本发明利用不存在胞状结构重叠的局部区域图像来对整个球面火焰的形态进行预测，能够避免球面火焰边缘位置的胞状结构重叠现象带来的形态预测的误差，从而本发明能够进一步提高球面火焰形态的确定准确度。
1.一种球面火焰形态的确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的球面火焰形态的确定方法，其特征在于，所述基于所述实际火焰半径，在所述火焰图片中确定所述被测球面火焰不存在胞状结构重叠的局部区域图像，包括：
3.根据权利要求1所述的球面火焰形态的确定方法，其特征在于，所述基于所述火焰裂纹图像，确定所述被测球面火焰的实际火焰裂纹长度，包括：
4.根据权利要求3所述的球面火焰形态的确定方法，其特征在于，所述灰度直方图h（x,y）包括所述去噪后的火焰裂纹图像内各像素点对应的灰度直方，任一灰度直方用于表示各像素点的灰度值以及每个灰度值对应的像素点数量；
5.根据权利要求1所述的球面火焰形态的确定方法，其特征在于，所述火焰形态包括所述被测球面火焰的火焰细胞平均半径和火焰细胞总数量；
6.一种球面火焰形态的确定装置，其特征在于，包括：
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
