岳晓峰， 任彦文， 王 乐， 吕贤浩

（1.长春工业大学 机电工程学院，吉林 长春 130012；2.吉林省塑料研究院，吉林 长春 130022）

0 引 言

雨滴色斑图像是指雨滴落在涂有一种颜料的滤纸上所留下的斑迹。根据斑迹的大小与检定好的曲线折算成雨滴的大小，即雨滴的粒径。雨滴粒径的测量在生产实践中具有重要意义，雨滴的大小及其分布是计算雨滴动能等降雨参数的重要依据，也是模拟降雨实验［1］中必须考虑的基本要素之一；在灌溉工业中，可以通过测量雨滴粒径的大小来评估降水的蒸发率和受风力的影响程度。

1 图像预处理

将原图像转换为灰度图像，利用Otsu阈值分割法对灰度图像进行二值化处理，由于受背景的影响，色斑图像中间经常会出现孔洞，为了正确寻找重叠区域的边界轮廓［2］，对二值图像进行孔洞填充。如图1所示。

图1 雨滴色斑预处理

2 轮廓曲线平滑

图像经过边缘检测［3］、轮廓提取后，可以得到物体轮廓P。P为轮廓线上的所有轮廓点的集合p（i），即

式中：n ——轮廓点的总数。

由于图像数字化误差和噪声的影响，造成轮廓曲线不平滑。高斯平滑是一种常用的曲线平滑，但其在减小数字化误差及噪声的同时引入了收缩误差，文中采用一种自适应平滑方法，即权值由信号的连续度而改变卷积迭代的算法［4］。

设S（x）为未经平滑的一维离散信号，经t＋1次迭代后的平滑信号为：

且

式中，ωt（x＋i）≥0（－N≤i≤N）为卷积的权值，对于自适应平滑，N＝1，ω（t）（x）随着信号在点x处不连续读的增大而减小，此外选取

式中，S′（t）（x）为信号S′（x）的导数，其离散形式为：