随着科技的逐渐进步,喷雾技术已广泛应用于农业、工业、医学和科研等领域,喷雾形成的雾滴是常见的分析测量对象。其中雾滴的粒径分布等参数可以体现雾滴的瞬时行为和状态,获取其相关信息对雾化装置的优化,工业过程控制等方面具有重要意义。由于喷雾颗粒形成的机理复杂,使得迄今为止,仍无法从理论上对喷雾粒径等参数给出可靠的计算和预测。因此,实验测量在这方面发挥重要作用。在众多相关技术中,基于数字图像处理的喷雾颗粒分析方法,已成为近年来国内外一大研究热点。首先,本文设计了本文喷雾颗粒的测量系统,包括喷雾系统和雾滴图像采样系统。利用不同工况条件下不同类型的喷头获取不同尺度分布的喷雾,设计两种喷雾颗粒图像采集系统,包括显微图像采集系统和微距图像采集系统。改进已有的喷雾采集方法,提出一种新的喷雾采样与图像获取方法。创新性地提出将图像法喷雾测量系统与彩虹喷雾测量系统相结合,将彩虹喷雾测量的结果作为参比,实现图像法测量结果的校正。其次,研究了透明喷雾颗粒光学图像分析处理中涉及到的预处理方法,分析几种常用图像阈值选取方法。针对透明喷雾图像的特点,在雾滴轮廓标记基础上,对喷雾图像的噪点及双边缘进行小面积区域消除。研究了透明雾滴轮廓多种重叠形态,提出喷雾颗粒内部填充方法,并对其不足创新性地提出轮廓缺口封闭方法,创新性地定义了雾滴轮廓拐点,并提出改进的缺口封闭方法解决拐点现象。提出基于连通标记的图像背景及颗粒去除,为后续的颗粒轮廓重建和粒径分析提供基础。然后,分析了喷雾颗粒图像的模糊现象,讨论了几种典型的模糊图像盲复原方法。研究常用图像边缘检测方法,分析了基于形态学的喷雾颗粒边缘检测法,提出了结合内边界和图像细化的边缘检测法,以获得更精确的颗粒边缘。接着分析了Hough变换原理,利用Hough圆检测方法对喷雾颗粒进行圆检测,针对透明喷雾颗粒边缘缺失的特征,提出对喷雾颗粒的轮廓线进行拟合和重建,获得颗粒粒径参数,还原了雾滴颗粒的初始形态。最后,介绍了显微图像与微距图像的单位标定和喷雾颗粒参数,比较了图像喷雾测量法与彩虹喷雾法测量获得的粒径分布结果,并创新性地提出了基于单帧喷雾颗粒图像的重复粒径统计分析法,分析了粒径重复测量原因,提出一种重复喷雾颗粒识别和去除方法,实验证明了其有效性和准确性。最后,对喷雾颗粒参数测量误差因素进行分析讨论。