石油化工

过氧化氢/甲酸/硫酸体系氧化脱硫研究
熊杰明,迟姚玲,胡应喜,孙锦昌,任晓光
2009, 22 (3): 1-4. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.001
摘要 ( ) PDF ( 310KB ) ( ) 　　
柴油中的硫化物可以用有机酸催化过氧化氢氧化法脱除，脱硫效率与体系酸性强弱有关。强酸性的硫酸能调节反应体系的酸性，提高脱硫效率。在苯并噻吩/正辛烷配成的模拟柴油中，以过氧化氢/甲酸/硫酸作氧化脱硫体系，考察了硫酸的催化性能以及反应条件对氧化脱硫率的影响。结果表明，在过氧化氢、甲酸、硫酸、苯并噻吩物质的量比为6 .04:2 .12:1 .50:1 .0的条件下，脱硫率可达95%以上；在反应体系中加入微量的硫酸，一方面可以显著增加体系酸性，催化过氧甲酸生成，另一方面硫酸本身参与反应生成具有强氧化性的过二硫酸，从而显著提高体系的反应速率和氧化脱硫率，提高幅度达 10%～29% ；硫酸用量、甲酸用量、反应时间和温度对脱硫率均有影响；过多的硫酸使过氧化氢不稳定，无效分解增加，脱硫率反而下降，硫酸与苯并噻吩最合适的物质的量比在0 .30 ～2 .10。

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固体超强酸S₂O^2-₈/ZrO₂催化合成缩醛
王俊丽,孟双明,李 忠
2009, 22 (3): 5-8. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.002
摘要 ( ) PDF ( 290KB ) ( ) 　　
通过沉淀、老化、过滤、洗涤、干燥、浸渍和焙烧等过程，由 ZrOCl₂ 和(NH₄)₂S₂O₈制备了S₂O^2-₈ /ZrO₂催化剂。用XRD，FT-IR，NH₃-TPD对其进行了表征，研究了焙烧温度对其酸性、结构和催化性能的影响。XRD 结果表明具有较高T型晶相峰。FT-IR分析表明S₂O^2-₈ /ZrO₂ 表面以双桥鳌合状配位化合物形式结合。研究了醛醇物质的量比、催化剂用量、反应时间等因素对产品收率的影响。结果表明，在 n(丁醛) / n(乙二醇) =1:1 .4，催化剂质量分数为0 .25%,反应时间为 50 min的最佳条件下，丁醛乙二醇缩醛的收率可达95.8%；在n(苯甲醛)/ n(乙二醇)=1∶1 .25，催化剂质量分数为0 .5%，反应时间为50 min的最佳条件下，苯甲醛乙二醇缩醛的收率可达 88 .8%。
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注甲醇溶液分解丙烷水合物实验模拟
董福海,臧小亚,樊栓狮,梁德青
2009, 22 (3): 9-13. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.003
摘要 ( ) PDF ( 365KB ) ( ) 　　
在自制的可视化水合物开采装置中进行了以恒流量注入不同质量分数(30.0%，60.1%，80.2%，99.5% )甲醇溶液定容分解丙烷水合物的模拟化学试剂法分解天然气水合物实验。结果表明，分解实验开始后，釜内液相温度缓慢降低，压力近似于线性增长，分解时间随着质量分数的增加逐渐减少但减少的程度在减弱。通过计算得到丙烷水合物的平均分解速率介于0 .020 59～0 .045 35 mol/ (min·L)，并随注入甲醇质量分数的增加而增大。与注入纯水分解水合物实验相比甲醇的注入可以减少水合物分解时所需要的热量、加速水合物分解，同时提高甲醇的质量分数有利于加速水合物的分解。

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高速搅拌与超声波制备R141b乳状液的水合实验研究
周锡堂,梁德青,杜建伟
2009, 22 (3): 14-17. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.004
摘要 ( ) PDF ( 335KB ) ( ) 　　
为解决静态下制冷剂水合物难于形成的问题，以表面活性剂Tergitol TMN-6作为乳化剂、分别采用高速搅拌和超声波两种方式制备R141b乳状液，随后在控温箱中使R141b乳状液形成气体水合物，并使该气体水合物分解。实验结果表明，应用以上两种能量方式都可以制备出稳定的O/W型 R141b乳状液。在静态下，以上两种方式制备的乳状液均可以于空气浴启动后1 .5 h之内开始形成气体水合物，并于2 h内完成水合反应；水合物分解液易于重新乳化并形成新的水合物。本实验使制冷剂水合物形成的机理研究能在数小时内完成，并为制冷剂水合物应用于蓄冷空调提供理论依据。
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月桂酰基甘氨酸促进润滑油生物降解的正交实验
陈波水,方建华,王 九
2009, 22 (3): 18-20. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.005
摘要 ( ) PDF ( 198KB ) ( ) 　　
在HVI 350矿物润滑油中加入不同量的月桂酰基甘氨酸，采用润滑油生物降解性测定方法考察月桂酰基甘氨酸对矿物润滑油生物降解性的影响，并用L 9 (3 4 )正交实验方法研究了月桂酰基甘氨酸质量分数、润滑油质量分数、营养物组成、供氧方法四因素交互作用下润滑油在土壤中的生物降解特性。结果表明，月桂酰基甘氨酸可明显促进HVI 350矿物润滑油生物降解，且当月桂酰基甘氨酸质量分数小于1 .5%时，润滑油生物降解性随月桂酰基甘氨酸质量分数增大而增大。在实验的不同时间内，四因素交互作用下月桂酰基甘氨酸对土壤中润滑油生物降解的影响最为显著。

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活性炭负载P - Mo - W 杂多酸催化苯酚氧化溴化反应
龚树文, 刘丽君, 李考真, 崔庆新
2009, 22 (3): 21-23. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.006
摘要 ( ) PDF ( 200KB ) ( ) 　　
以活性炭为载体，采用浸渍法制备了负载磷钼钨杂多酸催化剂，利用XRD 和IR 对催化剂进行了表
征，并以溴化钾为溴源，双氧水为氧化剂，评价了催化剂的苯酚氧化溴化反应催化活性。结果表明，活性炭负载后，催化剂仍保持了磷钼钨杂多酸的Keggin 结构；催化剂具有较强的苯酚氧化溴化催化活性和对位溴代反应选择性；反应后负载杂多酸有所损失,但催化剂整体物相没有发生明显变化。
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钒掺杂的磷化钨催化剂咔唑加氢脱氮性能
李翠清, 孙桂大, 李凤艳, 张登前
2009, 22 (3): 24-27. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.007
摘要 ( ) PDF ( 257KB ) ( ) 　　
以γ- Al₂O₃ 为载体，采用共浸渍和程序升温H₂ 还原的方法，制备了一系列钒掺杂的磷化钨催化剂，对催化剂进行了XRD，BET，TG和XPS 表征。通过高压微反装置，在3 MPa，360 ℃和空速为4 h ^{- 1} 的条件下，考察了催化剂咔唑HDN 活性。结果表明，掺杂钒在一定程度上影响了活性组分WP 在载体表面的分散，当钒掺杂量达到5%时，钒与载体和活性组分间产生明显的协同效应使其结构发生细微变化。掺杂钒使催化剂前体表面的W 物种起始磷化还原温度提高而磷化还原程度降低，而载体表面高价态W⁶⁺ 数量提高。钒掺杂量为1 %的催化剂能明显增加咔唑HDN 反应活性，其咔唑HDN 转化率比不加钒的催化剂提高12. 7 %。磷化钨催化剂咔唑HDN 反应有3条路径，其中直接氢解脱氮反应(路径1) 选择性只有3. 2 %，而先加氢使两个苯环都饱和然后脱氮的反应路径(路径3) 占绝对优势，其选择性为91. 0 %。与未掺杂钒的磷化钨催化剂相比，掺杂1 %钒的催化剂的咔唑HDN 反应直接氢解脱氮选择性有所降低，通过路径3 的反应选择性降低6. 7 % ，而先加氢使一个苯环饱和然后脱氮(路径2) 的选择性提高7. 3 %。
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脂肪醇味阀值的构效关系研究
堵锡华, 陈艳
2009, 22 (3): 28-32. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.008
摘要 ( ) PDF ( 198KB ) ( ) 　　
为了研究脂肪醇的构效关系,定义并计算了脂肪醇中原子的特征值f _i ，利用量子化学AM1 算法和分
子图形学技术获得了分子拓扑参数和氢谱指数H，基于多元回归技术获得了对脂肪醇味阀值作出精确估算的定量结构- 性质相关关系，得到多元回归方程，对50 个脂肪醇分子味阀值估算的平均误差为0. 46 。利用方程对另外49个脂肪醇分子的味阀值进行预测，预测的平均误差为0. 67，估算值、预测值与实验值较为吻合。
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高效产表面活性剂菌株(Lz2-1)的筛选及其特性研究
王 靖,章厚名,安明泉
2009, 22 (3): 33-36. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.009
摘要 ( ) PDF ( 320KB ) ( ) 　　
从24份含油土壤和水等样品中，经富集培养、摇瓶培养和排油活性测定等方法筛选出一株能以原油为碳源产生表面活性剂的菌株Lz2-1；该菌株可以将水的表面张力由72 mN/m降到28 mN/ m，且发酵液具有较好的乳化活性；经生理生化 16S rDNA及生理生化实验确定该菌株为铜绿假单胞菌；提取其代谢产物经薄层层析及红外色谱分析显示，主要的表面活性剂类物质为鼠李糖脂类，其临界胶束质量浓度为0 .630 47 g/L。结果表明，表面活性物质是 Lz2-1菌株在微生物采油过程中发挥作用的主要因素。
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La_{1 - x} K_xCoO₃ 钙钛矿型催化剂在柴油车尾气净化中的性能
朱玲,梁存珍,於俊杰
2009, 22 (3): 37-41. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.010
摘要 ( ) PDF ( 343KB ) ( ) 　　
采用低温燃烧合成法制备了纳米级不同K 取代量的La_{1 - x} K_xCoO₃ 催化剂，通过H₂ -TPR，XRD，BET 和化学分析等多种方法对催化剂的组成和结构进行了表征，利用程序升温氧化反应( TPO) 评价了催化剂同时净化碳颗粒物和NOx 的催化活性，考察了K⁺ 掺杂后晶体结构和表面氧化性能的变化对催化剂性能的影响。结果表明，K+ 部分取代La^{3 +} 会影响La_{1 - x} K_xCoO₃的晶体结构和组成。当x ≤0. 3 时，La_{1 - x} K_xCoO₃仍为单一的斜方晶型钙钛矿结构，晶格参数和晶粒度增大；当x ≥0. 4 后，出现不能进入晶格析出的Co3O4 晶体。La_{1 - x} K_xCoO₃钙钛矿
型催化剂对碳烟和NOx 同时净化具有良好的催化活性，La0. 7 K0. 3CoO3 催化剂氧的非化学计量值λ最大为0. 017 6，表面氧空位量最多，催化活性最好，碳烟在催化剂上的起燃温度下降到290 ℃，NOx 的转化率为53 %。
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硫化条件对水溶性Ni催化剂抑焦活性的影响
刘 东,张数义,崔文龙,邓文安,阙国和
2009, 22 (3): 42-45. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.011
摘要 ( ) PDF ( 330KB ) ( ) 　　
采用显微观察、SEM、XRD、激光粒度分析等手段，对水溶性Ni催化剂及其前体在渣油悬浮床加氢工艺不同阶段的存在状态进行了观测，分析了不同硫化时间下 Ni催化剂的组成和粒度分布，并对不同硫化时间和不同质量分数的催化剂进行了渣油加氢裂化抑焦活性评价。结果表明，硫化时间的增长，生成的硫化态催化剂晶形发生了相应的变化,随着硫化时间的延长和催化剂质量分数的提高，催化剂的抑制生焦活性提高；当硫化时间超过3 h，催化剂质量分数大于2 000μg/g时，催化剂抑焦活性的变化趋于平稳。
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石油磺酸盐组成及其油水体系界面张力的关系研究
段友智,李 阳,范维玉,李水平,南国芝,于 芳
2009, 22 (3): 46-50. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.012
摘要 ( ) PDF ( 336KB ) ( ) 　　
通过萃取与反萃取法分离出系列石油磺酸盐的活性组分，经电喷雾质普法分析其当量分布并计算其平均当量，以气相渗透压法测得其脱磺酸基后亲油基的平均相对分子质量，并采用旋转滴法考察石油磺酸盐及其活性组分与油/水体系的界面张力。结果表明，石油磺酸盐中活性组分的组成在低及高当量区间的分布差异最大，具有宽当量活性组分分布的石油磺酸盐由于分子间结构的互补而具有适当的亲水亲油平衡，其油/水体系的界面张力能达到超低。

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乳化条件对O/W稠油乳液流变性的影响
杨 飞,李传宪,林名桢,郭 刚
2009, 22 (3): 51-54. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.013
摘要 ( ) PDF ( 290KB ) ( ) 　　
通过采用偏光显微镜和控制应力流变仪，考察了油水体积比、乳化剂质量分数、乳化温度、乳化时间和搅拌机转速等乳化条件对O/W稠油乳液流变性的影响。实验结果表明，O/W稠油乳液的粒径和粘度随油水体积比(1:9～7:3)的增大均逐渐增大；但是，当油水体积比足够大时(8:2)，乳液转相为W/ O型，粘度急剧增大。随着乳化剂质量分数的提高(0 .5%～5% )，乳液粒径减小而粘度先减小再增大。当乳化剂质量分数≤4%时，乳液为简单的牛顿流体；增大乳化剂质量分数到5%导致乳液转变为具有一定结构特性的非牛顿流体。随着乳化温度的提高(40～70℃)，乳液粘度和粒径均减小；当乳化温度高于 70℃时，乳化剂失效导致乳液转相为 W/O型，乳液粘度急剧增大。随着乳化时间的增长和搅拌机转速的提高，乳液粒径减小、粘度增大，乳液的非牛顿流体特性也越来越显著。

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SAPO-5分子筛固载铜双核金属配合物的结构及催化性能
高丽娟,焦帅斌,葛春花,田永华
2009, 22 (3): 55-59. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.014
摘要 ( ) PDF ( 369KB ) ( ) 　　
合成了一种铜双核大环金属配合物。采用浸渍法将双核配合物固载在分子筛SAPO-5中制得负载催化材料，其中磷酸铝分子筛SAPO-5采用三甲氧基氨丙基硅烷将表面官能化。BET，IR，UV-Vis，XRD，ICP-AES和TG/DTA表征结果表明配合物被固载后，其结构仍保持完整。以环己烷氧化为探征反应，考察了负载催化材料的催化性能。结果表明该负载催化剂具有较高的活性，当选用乙腈做溶剂时，环己烷的转化率高达55 .1%。该负载催化剂在环己烷液相反应中的最佳反应条件为：反应时间在10～12 h，反应温度在80～90℃。

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MDFFA复配体系的絮凝性能及机理初探
董俊艳,高芒来,陈 瑞,李进进
2009, 22 (3): 60-65. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.015
摘要 ( ) PDF ( 563KB ) ( ) 　　
考察了MD膜剂(MDFFA)与十烷双铵(DMB)、十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB)、氟碳表面活性剂( FC-4)复配体系的絮凝性能，并通过 Zeta电位的分析初步探讨了其絮凝作用机理。结果表明，二价阳离子(MDFFA，DMB)对膨润土悬浮液的絮凝性能较好，MDFFA和 FC-4复配具有协同作用；10% FC-4，90%DMB及10%CTAB体系絮凝性能最好。对膨润土原油乳状液的絮凝性能依次为 CTAB> DMB> MDFFA> FC-4；90% FC-4，70%DMB及 90%CTAB絮凝效果最好。FC-4和 CTAB及其复配体系主要作用机理为电中和作用，MDFFA 和 DMB及 DMB/MDFFA体系主要作用机理为压缩双电层。
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化工机械

反循环压井井筒温度场计算与分析
李 昊,孙宝江,马永乾,王志远,宋荣荣
2009, 22 (3): 66-70. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.016
摘要 ( ) PDF ( 415KB ) ( ) 　　
反循环压井过程中，井筒温度场受环境及压井液物理性质等外部参数影响十分明显。从反循环压井工艺特点出发，以传热学基本理论为基础，通过理论推导，得到反循环压井过程井筒温度场计算模型。对影响反循环压井过程中井筒温度的因素进行分析，结果表明，在压井过程，泥浆排量、泥浆比热、地温梯度、井深以及压井循环时间和泥浆入口温度对循环过程中井下温度分布的影响较大；调整泥浆排量和泥浆入口温度可以作为调节井筒温度的有效途径。
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油气管道内部轴向表面半椭圆裂纹弹塑性断裂分析
白永强,汪 彤,吕良海
2009, 22 (3): 71-74. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.017
摘要 ( ) PDF ( 267KB ) ( ) 　　
对油气管道内部轴向表面半椭圆裂纹进行了断裂分析,提出了改进的J积分估算公式。首先，基于使用形变塑性的详细三维FE计算，列表给出了部分以径厚比、裂纹深度与长度比、裂纹深度与管壁厚比、R-O材料应变硬化系数和半椭圆裂尖位置等为变量的J积分全塑性解。然后，通过对这些全塑性解分析指出EPRI分析方法中的不足之处。最后，以本次FE计算为基础，给出了沿裂纹尖端基于GE/EPRI的J积分预测公式，并通过对计算公式、EPRI J积分估算公式与有限元计算结果的对比，说明提出公式的精确性，为油气管道的断裂评定奠定基础。
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基于ADAMS 的新型VSP 仪器推靠机构仿真与优化
邢家乐, 刘立
2009, 22 (3): 75-78. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.018
摘要 ( ) PDF ( 401KB ) ( ) 　　
新型VSP 推靠机构采用机液复合式结构形式，避免了因机械装置卡死而造成的推靠臂折断等弊端，保证了仪器的安全回收。运用ADAMS 软件对推靠机构进行动力学仿真分析，并选择较为敏感的部件尺寸作为设计变量建立数学模型，用惩罚函数算法对其进行优化设计。仿真模型还针对不同井径对推靠臂、支撑臂尺寸进行调整，可测井径100～420 mm。经试验验证，在180 ℃高温，水、泥浆及油液等腐蚀性液体的模拟工况环境下保证连续工作2 000 次无故障，可靠度达98 %以上。虚拟样机技术的应用缩短了产品的设计周期，理论分析的数据与经实际测量的物理样机数据较为接近。并且新型VSP 推靠机构在原推靠器的基础上进行了改良，可极大程度上减少推靠臂拆装带来的不便，节省大量成本。
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油水井带压作业装置中环形密封胶芯的设计
崔斌,吴应湘,许晶禹
2009, 22 (3): 79-82. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.019
摘要 ( ) PDF ( 416KB ) ( ) 　　
采用动态密封理论，针对带压作业系统中的橡胶密封胶芯问题，利用非线性有限元计算了在井压和
密封外压作用下的变形和应力分布特征，并通过对密封胶芯材料进行了强度和疲劳实验研究，获得了胶芯材料破坏的原因，进而根据计算和实验研究结果，进一步提出了在胶芯内增加钢筋以减小最大剪切力的改进意见，同时进行了理论校核，并以此为基础设计了新型的密封胶芯，从而解决了带压作业装置高压动密封的难题。
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计算机与控制

石油套管缺陷漏磁检测技术的研究
陈金忠, 林立, 宋强
2009, 22 (3): 83-85. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.020
摘要 ( ) PDF ( 380KB ) ( ) 　　
针对现役石油套管漏磁检测的复杂环境和井下尺寸要求，开发了基于双MCU 控制的井下高速套管
缺陷检测数据采集与海量存储系统，同时也开发了井上位置采集系统，免去了随探头装载编码器引来结构上的复杂和可靠性不足；基于Labview 开发了套管缺陷漏磁信号软件分析系统，可实现漏磁信号的波形显示，并基于小波模极大值算法将漏磁信号数据和对应的位置信息关联起来。现场实验验证了系统能对套管缺陷进行有效的检测以及漏磁信号的显示。
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BP神经网络在混合原油凝点预测中的应用
侯 磊,许新裕,刘秀联
2009, 22 (3): 86-88. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.021
摘要 ( ) PDF ( 282KB ) ( ) 　　
通过研究BP神经网络算法和混合原油凝点测量数据，用BP神经网络建立一种混合原油的凝点预测模型。引入具有高度非线性预测能力的误差反向传播的人工神经网络方法，以单组分原油凝点及其配比作为神经网络的输入向量，以混合原油凝点为输出向量，研究混合原油凝点与单组分原油凝点及配比之间的相关性。预测结果表明，混合原油凝点预测值的最大绝对偏差为0.128℃，平均绝对偏差为0.022℃，BP神经网络的凝点预测结果准确性明显优于其它混合原油凝点预测模型。

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重复控制系统中低通滤波器与输出反馈控制器同时设计
赵 富,刘 雨,苏宝库,杨 毓
2009, 22 (3): 89-95. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.022
摘要 ( ) PDF ( 265KB ) ( ) 　　
针对具有时变范数有界不确定性的线性系统，为了有效地抑制周期性扰动和跟踪周期性参考输入信号，提出一种同时设计重复控制器中的低通滤波器和输出反馈控制器的方法。首先，将重复控制系统转化为时滞系统；采用 lyapunov稳定性理论得到该时滞系统的鲁棒稳定性条件。基于此条件，将设计低通滤波器和输出反馈控制器的问题转换成一个非线性矩阵不等式求解问题，利用线性矩阵不等式方法(LMI)、锥补线性化方法(CCL),通过所提出的迭代算法计算低通滤波器最大的剪切频率及其对应的输出反馈控制器参数。仿真示例验证了所提出方法的有效性。
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基于蒙特卡罗方法和粗糙熵标准的图像分割方法
张雪峰,尚金奎
2009, 22 (3): 94-98. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2009.03.023
摘要 ( ) PDF ( 340KB ) ( ) 　　
提出了一种新的图像分割方法。这种分割方法首先利用粗糙集理论将图像按照一定的规则划分为大小相等的若干图像子块，而后利用蒙特卡罗方法基本原理对划分的图像子块进行一定规模的随机抽样，以随机抽样所得的图像子块为样本进行粗糙熵计算，用所得最大粗糙熵所对应的灰度值为分割阀值对图像进行分割，在采用较小的图像子块划分以取得更好的分割效果的情况下，极大的提高了算法的分割速度。通过对测试图像的MATLAB仿真试验验证了算法在降低计算机消耗方面的有效性，且所得的分割阀值也令人满意。

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