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Kapitel 3. Particle Image Velocimetry
chen Abfolge der Aufnahmen gespeichert sind. Dies kann zu einer Mehrdeutigkeit der Bewegungsrichtung
führen. Abb. 3.4 zeigt dies Anhand eines Vergleichs des single-frame/singleexposure-
und der single-frame/double-exposure-Aufnahmetechnik. In Abb. 3.4-a soll ein
Partikel angedeutet werden, dass über einen längeren Zeitraum belichtet wurde. Durch Bewegungsunschärfe
entsteht ein Bewegungsmuster anhand dessen allein sich nicht bestimmen
lässt, ob das Partikel sich zwischen den Aufnahmen von Position P1 nach P2 oder umgekehrt
bewegt hat. Im Gegensatz dazu lässt sich die Bewegungsrichtung in Abb. 3.4-b eindeutig
bestimmen.
(a)
(b)
Abb. 3.4: Vergleich der Aufnahmetechniken: (a) single-frame/single-exposure, (b) singleframe/double-exposure.
3.3 PIV-Auswerteverfahren
3.3.1 Einleitung
Die Hauptaufgabe des PIV-Auswerteverfahrens besteht darin, eine Verbindung zwischen
zwei gleichen Bildteilen in einem Bildpaar herzustellen. Anders ausgedrückt besteht die Aufgabe
darin, ein bekanntes Teilbild innerhalb eines größeren Bildes wieder zu finden. Das zu
findende Teilbild wird im Folgenden als Referenzbild bezeichnet. In der Literatur finden sich
aber hierfür auch die Bezeichnungen Template, Block, Sample oder Pattern. Das Verfahren,
welches hinter der beschriebenen Aufgabe steht wird als Template Matching bezeichnet. Die
Grundidee des Template Matching ist einfach (siehe Abb. 3.5): Das Referenzbild wird über
ein Bild bewegt und für jede Position wird ein Ähnlichkeitsmaß zwischen Bild und Referenzbild
berechnet. Ein Extremwert dieses Ähnlichkeitsmaßes sollte dann eine Gleichheit oder
zumindest eine hohe Ähnlichkeit anzeigen.
Masterarbeit Julian Paar 25