王 楠，焦瑞莉，黄敏松

(1.北京信息科技大学 信息与通信工程学院，北京 100101；2.中国科学院大气物理研究所 云降水物理与强风暴重点实验室，北京 100029)

0 引言

飞机积冰是指飞机在云中飞行时，云中所含的过冷液滴撞击到飞机机身表面冷却结晶的现象[1]。飞机积冰严重危害飞行安全，轻则影响飞机的稳定性和操纵性，重则可能导致机毁人亡的恶性事故[2]。中国民用航空局的统计数据显示，从建国以来我国境内共发生过126起因飞机积冰造成的飞行事故。飞机积冰的问题应引起高度重视[3]。

飞机积冰强度与过冷液滴的含量、浓度、大小等密切相关，因此，分析过冷液滴的微物理特性是研究飞机积冰的有效且可靠的方式[4]。直接观测云内过冷液滴的含量、浓度、大小等是非常困难的，可通过飞机搭载仪器，例如美国 Stratton Park 工程公司的高分辨率粒子成像仪(cloud particle imager,CPI)对云中过冷液滴进行测量。然而，在使用CPI拍摄云中粒子时，除了观测到过冷液滴，还会记录其他形状的冰晶粒子等，因此，在对过冷液滴的微物理特性进行分析前，必须先将过冷液滴从不同形状类别的粒子中识别出来。

McFarquhar等[5]通过粒子圆形度的计算识别过冷液滴。李玉莲等[6]提出了一种基于多普勒谱的过冷液滴识别方法，通过对全局谱的谱峰识别，分离出不同类型粒子的局部谱，将具有慢峰局部谱特征的粒子识别为过冷液滴。本文提出一种基于CPI拍摄的云中过冷液滴识别方法，通过图像预处理操作将CPI记录的原始粒子图片转化为二值化粒子轮廓图像，提取粒子的归一化傅里叶描述子特征，计算与标准过冷液滴归一化描述子之间的欧氏距离，由此判定粒子是否为过冷液滴。……