本发明涉及流动测量及人工智能领域，具体是一种三维稀疏速度场加密方法、设备及存储介质。
背景技术：
1、在压气机、涡轮等内部均存在复杂流动，改善发动机内部流场情况是实现高性能发动机设计的重要途径。发展先进的三维流场测量技术来提高定量测速精度，利于优化流道结构，提升整机性能。基于光场成像的粒子图像测速技术(piv)是近年来发展的一种单相机体三维流场测试技术，它的优势在于可以降低对测量环境光学视窗的要求，并且避免复杂的多相机系统标定环节，扩大使用范围。然而，单相机光场piv技术存在流场测量的空间分辨率低的突出问题。主要原因是由于后处理算法的局限性和实验数据本身伴随噪声和坏值导致的。传统后处理算法主要包括重建和互相关计算。重建算法带来的拉伸效应会使速度场计算的准确性降低，导致空间分辨率通常在2mm×2mm×2mm以上。互相关算法具有空间平均效应，只能计算适当窗口的平均流速，无法计算任意位置的瞬时流速。光场piv的空间分辨率局限性在解析复杂流动细微结构特征时显得尤为明显。针对传统后处理算法以及噪声坏值的复杂影响，需要考虑在互相关计算获得稀疏速度场后，再增加一步后处理加密方法来进行整体改善，实现空间分辨率的提升。
2、随着智能赋能流体力学的发展，对于新增的后处理方法，一方面可以采用传统数据同化算法，如集合卡尔曼滤波或本征正交分解等，另一方面可以采用纯神经网络提升空间分辨率的主要途径。不同于传统数据同化完全依赖物理框架而缺失实验真实性，神经网络依赖实验数据，提取真实流场的特征信息，归纳学习，使预测结果更符合实际流场。而神经网络完全依赖实验数据会带来“黑箱”问题，即难以从数据中提取物理可信信息，使得预测结果可能只符合观测数据，不符合物理定律。实验数据本身的噪声和坏值还可能影响模型的泛化性。符合单相机光场piv技术的后处理加密方法应该同时考虑部分数据和部分物理规律的实际情况。
技术实现思路
1、针对上述现有方法的不足，本发明提供了一种高空间分辨率单相机光场piv技术的三维稀疏速度场加密方法。
2、本发明解决其技术问题的方案是：
3、本发明首先提供一种三维稀疏速度场加密方法，包括：
4、构建并训练加密模型，加密模型的输入为根据互相关计算获得的三维稀疏速度场，预测模型的输出为三维加密速度场；加密模型的激活函数和损失函数分别为：
5、激活函数采用自适应swish函数，表示为：
6、
7、式中，β是可训练参数，n是比例因子；
8、总损失函数l，表示为：
9、l＝ldata+αleqns
10、其中，ldata为数据预测的损失函数；leqns为物理方程约束的损失函数，α为权重系数；
11、
12、式中，nu表示主流方向速度分量u的数目，下标u代表主流方向速度分量；nv表示垂直主流方向速度分量v的数目，下标v代表垂直主流方向速度分量；neqns表示用于ns方程计算的观测位置点数目，下标eqns代表ns方程；udata(xi，ti)为位置xi和时间ti下对应的已知主流方向速度分量，xi＝(xi，yi)代表从1到nu遍历的第i个位置中的主流方向位置分量x和垂直主流方向位置分量y，ti代表从1到nu遍历的第i个时间；vdata(xj，tj)为位置xj和时间tj下对应的已知垂直主流方向速度分量，xj＝(xj，yj)代表从1到nv遍历的第j个位置中的主流方向位置分量x和垂直主流方向位置分量y，ti代表从1到nu遍历的第i个时间；upred(xi，ti)为位置xi和时间ti下对应的神经网络预测的主流方向速度分量，xi＝(xi，yi)代表从1到nu遍历的第i个位置中的主流方向位置分量x和垂直主流方向位置分量y，ti代表从1到nu遍历的第i个时间；vpred(xj，tj)为位置xj和时间tj下对应的神经网络预测的垂直主流方向速度分量，xj＝(xj，yj)代表从1到nv遍历的第j个位置中的主流方向位置分量x和垂直主流方向位置分量y，ti代表从1到nu遍历的第i个时间；ek(xm，tm)为位置xm和时间tm下计算第k个物理方程残差，k从1到3，代表三个物理方程残差，xm＝(xm，ym)代表从1到neqns遍历的第m个位置中的主流方向位置分量x和垂直主流方向位置分量y，tm代表从1到neqns遍历的第i个时间；
13、确定三维稀疏速度场需要加密的位置坐标；将需要加密的位置坐标输入加密模型，根据权重预测对应的加密位置的速度分量。
14、本发明还提供一种电子设备，包括：
15、一个或多个处理器；
16、存储器，用于存储一个或多个程序；
17、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一项所述的一种三维稀疏速度场加密方法的步骤。
18、一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的一种三维稀疏速度场加密方法。
19、与现有技术相比，本发明具有以下优点：
20、(1)根据单相机光场piv技术的实际情况，针对导致获得的流场空间分辨率有限的复杂影响，包括坏值、噪声、拉伸效应和空间滤波效应等，本发明在后处理中增加了第三步后处理加密方法，作为整体解决复杂影响的综合步骤，提升空间分辨率。
21、(2)本发明根据单相机光场piv采集图像的原理建立预测模型，使用单相机光场piv后处理的实验数据进行训练测试和预测，使得模型对单相机光场piv的空间分辨率提升具有实际意义。
1.一种三维稀疏速度场加密方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种三维稀疏速度场加密方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种三维稀疏速度场加密方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的一种三维稀疏速度场加密方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的一种三维稀疏速度场加密方法，其特征在于，进行加密预测前，应对已有的流场进行预处理，包括：
6.根据权利要求5所述的一种三维稀疏速度场加密方法，其特征在于，整个训练的过程是通过变换四次切片深度，依次对相应切片循环预测并整合输出的过程，包括：
7.一种电子设备，其特征在于，包括：
8.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的一种三维稀疏速度场加密方法的步骤。
