Processamento de Imagem pelo Aplicativo em MatLabMatLab

O processamento e análise de imagens obtidas com a técnica de filmagem com câmera de alta velocidade foi elaborado, através de um aplicativo desenvolvido no Laboratório de Termohidráulica Experimental (LTE/IEN/CNEN), com base e suporte no software MatLab, de modo a possibilitar o procedimento de conversão de imagens gravadas em modo AVI (Audio Video Interleave) para matrizes binárias de colunas de pixels.

O modo AVI é um formato de vídeo e áudio, que ncomtram-se interligados sem necessidade de codificação, sendo bastante utilizado em computadores pessoais com suporte em base Windows. As imagens são convertidas inicialmente pela corre-spondência do valor 1 (um) para imagens em branco e do valor0(zero) para imagens em preto. As imagens em branco passam a identificar o domínio da região da bolha (vapor) e as imagens em preto identificam o domínio do restante da imagem que não corresponde à bolha. Em nosso processamento o restante da imagem corresponde á região de líquido (água).

O software permite a identificação da imagem de maior comprimento no quadro de filmagem (frame), em nosso caso a bolha, para a adequada análise a partir da utilização de método matricial no processamento de imagem. Com o comprimento da imagem calculado e a captura de seu trajeto pelo quadro de filmagem, torna-se possível o cálculo da velocidade de propagação do objeto, no caso a bolha.

Para processamento em multi-resolução foi utilizado o aplicativo em MatLab, conforme mostrado na Figura 3.15.

Figura 3.15: Aplicativo para Processamento de Imagem

Para a análise de imagem atuar o botão Analyse e começar selecionando-se o botão Pixels na caixa Units, marcando a posição inicial e final do tubo, escolhendo um ponto na imagem da parede do tubo, atuando o botão Select Point na cor vermelho do lado esquerdo, escolhendo outro ponto na imagem na parede do tubo, atuando novamente o botão Select Point, selecionando na cor vermelho do lado direito, sendo estas distâncias as que serão utilizadas para X,Y-Position, no número 1, referente à posição inicial do tubo e posição final do tubo.

Os cálculos são executados a partir de calibração do software de aquisição de imagem pelo da câmera de alta velocidade. Esta calibração consiste em converter

as unidades de número de pixels por frame em unidade de distância por tempo.

Para a calibração é necessário abrir o programa de aquisição de imagem e a abertura do arquivo a ser processado, nomeando-o como o primeiro arquivo adicionando-se o número 1 (um) na frente do mesmo. A adicionando-seguir, deve-adicionando-se adicionando-selecionar um vídeo em que haja frame sem bolhas. Para finalizar a calibração deve-se atuar o botão Cali-brate, escolhendo-se um ponto de referência junto ao tubo na imagem, atuando-se o botão Set Point #1. Escolhe-se outro ponto da mesma forma que o anterior, atuando-se o botão Set Point #2. A distância entre os dois pontos marcados na sequência anterior, selecionados com a unidade em metros, deve então ser digitado no espaço correspondente à Distance e a seguir atuar o botão Apply. Este será o valor a ser usado na calibração.

Continuando-se com as configurações, deve-se digitar na caixa Background o valor da diferença, e ajustando-se em 15. Para a posição inicial do tubo deve ser selecionado o número de pixels encontrados com o procedimento anterior, na cor vermelha. Para a posição final do tubo deve ser selecionado o número de pixels encontrado com o procedimento anterior, na cor azul.

Para o cálculo da velocidade da bolha pelo processamento da imagem do aplica-tivo, procede-se à divisão da imagem em 8 (oito) regiões pré-definidas. A identifi-cação da posição da bolha e o intervalo de tempo em que cada bolha ultrapassa cada uma destas regiões, garante que só sejam considerados eventos da passagem da bolha por pelo menos 5 (cinco) das regiões definidas. Este procedimento de identificação garante a aquisição de dados com a bolha passando ao longo de todo o comprimento do trajeto da bolha, em nosso caso, a tubulação da perna quente.

A velocidade terminal de cada bolha é calculada a partir do coeficiente angular da reta definida pela relação linear entre a posição da bolha e o intervalo de tempo.

Para o início do processamento da imagem, deve-se abrir a pasta referente ao aplicativo de processamemto em MatLab, escolhendo o arquivo nomeado de 6.m, quando então o programa será inicializado a partir da tela onde encontra-se os botões run e video, passando-se a preencher os dados da calibração executados. O início compreende ainda, o preenchimento do nome desejado para o arquivo de dados do experimento, quando no final do processamento o programa irá gerar uma planilha

com este nome. Para a calibração deve-se preencher com o número de pixels gerado.

A taxa de frame é preenchida com o número de frames ajustado na ocasião da filmagem. A seguir, deve ser selecionado o sistema de multi-seleção na caixa Button Group. Se houver necessidade de salvar imagem geradas no processamento deve-se selecionar a condição de opcional. E finalmente, deve-se abrir e buscar a pasta de vídeos a serem processados.

Os comprimentos das bolhas são calculados, utilizando-se a velocidade de propagação multiplicada pelo intervalo de tempo de permanência de bolhas dis-persas, em cada uma das regiões. Para tal, atua-se o botão Calculate, digitando 2 (dois) na caixa Erosão e também 2 (dois) na caixa Dilatação, após atuar o botão Background, verifica-se se o programa foi aberto corretamente. Em caso positivo, atua-se o botão Calculate e aguarda-se o programa rodar, quando então será gerada a planilha com os resultados. Enquanto o programa estiver rodando não deve ser aberta a planilha.

O aplicativo armazena os valores calculados em planilha eletrônica com exten-são do tipo xls.