1.一种特高含水油水两相流油泡识别方法，其特征在于：所述特高含水油水两相流油泡识别方法包括以下步骤：

步骤一：搭建PIV油水两相流油泡识别系统，选取初始油泡；

所述搭建PIV油水两相流油泡识别系统、选取初始油泡方法如下：PIV油水两相流油泡识别系统包含两台参数一致的高速摄像机、两个相同规格可调节高速摄像机高度的摄像机支架、透明的玻璃管道和一台控制计算机；两台摄像机分别命名为1号高速摄像机和2号高速摄像机，1号和2号高速摄像机由计算机连接；

同步的任取2台高速摄像机相邻五帧的图片，选取1号高速摄像机每帧图片中油泡面积最大的油泡作为初始油泡，选取2号高速摄像机每帧图片中油泡面积最大的油泡作为初始油泡；

1号高速摄像机的空间坐标系为o‑xyz，与世界坐标系重合，原点o是1号高速摄像机的光心，且空间坐标系o‑xyz无旋转，有效焦距为fl，1号高速摄像机光心o与其图像平面的交点为Ol，以Ol为原点，建立1号高速摄像机的图像坐标系为Ol‑XlYl；2号高速摄像机的空间坐标系为or‑xryrzr，Or是2号高速摄像机的光心，2号高速摄像机光心Or与其图像坐标系交点为Orr，以Orr为原点建立2号高速摄像机的图像坐标系为Orr‑XrYr；

ChuShiNumber表示油泡所在的图像的帧数，第ChuShiNumber+i帧图像中油泡Oil的三(0) (0) (0)

维质心坐标ZhiXinPi(xp (i),yp (i),zp (i))表示方法如下：(0) (0) (0)

式中，xp (i)、yp (i)、zp (i)分别为选取油泡Oil在第ChuShiNumber+i帧图像中的质心坐标的X向、Y向、Z向分量，i为任选5帧图像的帧序号，i从ChuShiNumber帧到ChuShiNumber+4帧，ChuShiNumber帧是第一帧图像，每帧中包含Ol‑XlYl图像坐标系和Orr‑XrYr图像坐标系下两幅人工选取的油泡Oil的图片；fl是1号高速摄像机的有效焦距，fr是2号高速摄像机的有效焦距；X'l(i)、Y'l(i)分别代表第ChuShiNumber+i帧图像中1号高速摄像机图像坐标系Ol‑XlYl下，油泡Oil的X向、Y向的质心坐标；X'r(i)、Y'r(i)分别代表第ChuShiNumber+i帧图像中2号高速摄像机图像坐标系Orr‑XrYr下，油泡Oil的X向、Y向的质心坐标；

X'l(i)、Y'l(i)、X'r(i)、Y'r(i)表达式如下：式中，Sl代表油泡Oil在1号高速摄像机图像平面上的投影面积，为油泡Oil区域所覆盖的像素点数之和；Sr代表油泡Oil在2号高速摄像机图像平面上的投影面积，为油泡Oil区域所覆盖的像素点数之和；Mlx、Mly分别代表1号高速摄像机图像坐标系Ol‑XlYl下油泡Oil区域内像素点X坐标、Y坐标的总和；Mrx、Mry分别代表2号高速摄像机图像坐标系Or‑XrYr下油泡Oil区域内像素点X坐标、Y坐标的总和；

1号高速摄像机向2号摄像机空间坐标系的空间转换关系如下：式中，R为1号高速摄像机和2号摄像机空间坐标系间的旋转矩阵；T为1号高速摄像机和

2号摄像机空间坐标系原点之间的平移矩阵；θ表示1号摄像机的空间坐标系和2号空间坐标系y轴方向旋转角度；tx表示当1、2号高速摄像机的空间坐标系的重合时，2号高速摄像机的空间坐标系or‑xryrzr的原点Or向世界坐标系o‑xyz的原点o平移时x方向的平移量；tz表示当

1、2号高速摄像机的空间坐标系的重合时，2号高速摄像机的空间坐标系or‑xryrzr的原点Or向世界坐标系o‑xyz的原点o平移时z方向的平移量；

步骤二：运用灰色系统理论SGM(1,1)模型，对油泡Oil质心坐标的位置进行预测；

所述运用灰色系统理论SGM(1,1)模型、对油泡Oil质心坐标的位置进行预测方法如下：第ChuShiNumber+i帧图像中油泡Oil的三维质心坐标预测值表示如下：

式中， 分别表示第ChuShiNumber+i帧油泡Oil质心坐标的(0) (0) (0)

预测值的X向、Y向、Z向分量；xp (1)、yp (1)、zp (1)表示第ChuShiNumber帧，油泡Oil的三维质心坐标；a、b分别表示为发展系数、灰色作用量，a、b表示方法如下：(0)

式中，A (i)表示的是第ChuShiNumber+i帧中油泡Oil三维质心坐标，i为任选5帧图像的帧序号，i从ChuShiNumber帧到ChuShiNumber+4帧，ChuShiNumber帧是第一帧图像，每帧中包含两幅人工选取的油泡Oil图片，这两幅油泡Oil图片分别由1号、2号高速摄像机拍摄得到；

(0)

A (i)表达式如下：

(0) (0) (0) (0)

A (i)＝(xp (i),yp (i),zp (i)),i＝1，2,3,4,5(1) (0) (1)

q (i)是A (i)一次累加序列A (i)的紧邻生成序列；

(1)

q (i)表示方法如下：

(1) (1) (1)

q (i)＝(1‑α)A (i)+αA (i‑1)，i＝2,3,4,5(1) (0) (1)

式中，α是背景构造参数，α∈(0,1)，A (i)是质心坐标A (i)的一次累加值，A (i)表示方法如下：

步骤三：对油泡Oil进行识别匹配；

所述对油泡Oil进行识别匹配方法如下：

以ChuShiNumber+4帧中人工选取的油泡Oil为目标油泡，在第ChuShiNumber+5帧中，在球形匹配区域中识别匹配出目标油泡Oil；识别方法中包括了球形匹配区域的选取和油泡的匹配两个部分；

球形匹配区域的选取方法如下：

以ChuShiNumber+5帧中油泡Oil的质心预测坐标 为圆心，半径为Roil建立球形匹配区域，球形匹配区域必须包含完整的油泡，若球形区域包含了油泡的一部分，则扩大球形区域，直到包含完整的油泡；球形匹配区域内的油泡是油泡Oil的候选油泡，β表示候选油泡中第β个油泡，nnumber为候选油泡中包含的油泡总数量；球形匹配区域表达式如下：式中，ux(β)、uy(β)、uz(β)分别代表候选油泡 中第β个候选匹配油泡质心的三维坐标；

油泡的匹配方法如下：

油泡的匹配是根据油泡的特征来进行的，表示第β个候选油泡特征的匹配基元有面积形变度δs(β)、最高高度变化度δh(β)、周长变化度δc(β)、在1号摄像机Ol‑XlYl平面投影面积Sl(β)、在2号摄像机Orr‑XrrYrr平面投影面积Sr(β)；建立如下油泡相似度函数F(λs,λh,λc,λlrs,δs(β),δh(β),δc(β),flrs(β),fsoboil)：式中，λs为油泡面积形变度系数，λh为油泡最高高度变化度系数，λc为油泡周长变化度系数，λlrs为油泡投影面积系数；

λs、λh、λc、λlrs可通过人工选择多幅图片，人工匹配油泡，从而通过标定的方法获得；

第β个候选油泡面积形变度δs(β)可表示如下：δs(β)＝|Sl(β)‑Sr(β)|

第β个候选油泡最高高度变化度δh(β)可表示如下：δh(β)＝|hl(β)‑hr(β)|

式中，hl(β)表示第β个候选油泡在1号摄像机Ol‑XlYl平面投影最高高度，hr(β)表示第β个候选油泡在2号摄像机Orr‑XrrYrr平面投影最高高度；

第β个候选油泡周长变化度δc(β)可表示如下：δc(β)＝|Cl(β)‑Cr(β)|

式中，Cl(β)表示第β个候选油泡在1号摄像机Ol‑XlYl平面投影周长，Cr(β)表示第β个候选油泡在2号摄像机Orr‑XrrYrr平面投影周长；

第β个候选油泡投影面积flrs(β)可表示如下：flrs(β)＝Sl(β)+Sr(β)

式中，Sl(β)表示第β个候选油泡在1号摄像机Ol‑XlYl平面的投影面积，Sr(β)表示第β个候选油泡在2号摄像机在Orr‑XrrYrr平面投影面积；

表示目标油泡Oil特征的匹配基元包括：目标油泡Oil的面积形变度oboils，目标油泡Oil的最高高度变化度oboilh，目标油泡Oil的周长变化度oboilc，目标油泡Oil的投影面积fsoboil；

目标油泡Oil的面积形变度oboils可表示如下：oboils＝|soboill‑soboilr|式中，soboill表示目标油泡Oil在1号摄像机在Ol‑XlYl平面投影的面积，soboilr表示目标油泡Oil在2号摄像机在Orr‑XrrYrr平面投影的面积；

目标油泡Oil的最高高度变化度oboilh可表示如下：oboilh＝|LOboilh‑ROboilh|式中，LOboilh表示目标油泡Oil在1号摄像机Ol‑XlYl平面投影最高高度，ROboilh表示目标油泡Oil在2号摄像机Orr‑XrrYrr平面投影最高高度；

目标油泡Oil的周长变化度oboilc可表示如下：oboilc＝|LOboilc‑ROboilc|式中，LOboilc表示目标油泡Oil在1号摄像机Ol‑XlYl平面投影周长，ROboilc表示目标油泡Oil在2号摄像机Orr‑XrrYrr平面投影周长；

目标油泡Oil的投影面积fsoboil可表示如下：fsoboil＝soboill+soboilr计算所有候选油泡 的相似度函数值，找出候选油泡 中相似度函数值最小的油泡，此油泡为目标油泡Oil，完成目标油泡Oil的识别匹配；

步骤四：对任意相邻两帧图像中的油泡进行全局匹配；

所述对任意相邻两帧图像中的油泡进行全局匹配方法如下：对任意相邻两帧图像chushinumberioptional帧、chushinumberioptional+1帧中的油泡进行全局匹配，ioptional为任选帧图像的帧序号；全局匹配包括建立球形匹配区域和对油泡进行匹配两部分，具体方法如下：对chushinumberioptional、chushinumberioptional+1相邻两帧图像进行灰度化、背景灰度化、差影检测、Canny算子边缘检测处理，提取图像中油泡的特征信息；

对处理过后的chushinumberioptional帧的图像中的油泡按照从上到下，从左到右的顺序(0)

依次进行编号，chushinumberioptional帧中油泡的质心坐标表示为ZhiXinPoptional(xp(0) (0)

(ω),yp (ω),zp (ω))，ω＝1，2，3，4，5，......mnumber(0) (0) (0)

式中，xp (ω)、yp (ω)、zp (ω)分别表示chushinumberioptional帧中第ω号油泡质心坐标的X向、Y向、Z向分量，ω是编号，mnumber是chushinumberioptional帧中油泡的总数；

任取第ω号油泡作为目标油泡，对其进行匹配，方法如下：第ω 号油泡在第chushinumberioptional+1帧中质心坐标的预测值为为圆心，半径为Roptional建立球

形匹配区域，球形匹配区域必须包含完整的油泡，若球形区域包含了油泡的一部分，则扩大球形区域，直到包含完整的油泡；球形匹配区域内的油泡 是第ω号油泡的候选油泡，ε表示候选油泡 中第ε个油泡，enumber表示候选油泡 中油泡的总个数；

球形匹配区域，其表达式如下：

ux(ε)、uy(ε)、uz(ε)分别是候选油泡 中第ε个候选油泡质心的三维坐标；

油泡进行匹配，方法如下：

候选油泡 中第ε个候选油泡相似度函数F(λs,λh,λc,λlrs,δs(ε),δh(ε),δc(ε),flrs(ε),fsobω)：式中，δs(ε)、δh(ε)、δc(ε)、Sl(ε)、Sr(ε)、flrs(ε)分别表示第ε个候选油泡的面积形变度、最高高度变化度、周长变化度、在1号摄像机Ol‑XlYl平面投影面积、在2号摄像机Orr‑XrrYrr平面投影面积；obωs、obωh、obωc、sobωl、sobωr、fsobω分别表示第ω号油泡的面积形变度、最高高度变化度、周长变化度、在1号摄像机Ol‑XlYl平面投影面积、在2号摄像机Orr‑XrrYrr平面投影面积、投影面积；

计算候选油泡 的相似度函数值，找出候选油泡 中相似度函数值最小的油泡，且满足：

min|F(λs,λh,λc,λlrs,δs(ε),δh(ε),δc(ε),flrs(ε),fsobω)|≥tescape式中，tescape是油泡逃逸阈值，是判断chushinumberioptional帧中的油泡在chushinumberioptional+1帧中发生油泡逃逸的参数，tescape可从发生油泡逃逸的相邻帧图片中，人工标定而来；

通过上述方法，即可完成任意相邻两帧chushinumberioptional帧、chushinumberioptional+

1帧中油泡的全局匹配。