[發(fā)明專利]基于偏光圖像的熱解炭組織結(jié)構定量表征方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310713255.8
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103745195B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設計）人: 齊樂華;李逸仙;宋永善;張守陽;李賀軍
• 申請（專利權）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發(fā)明涉及一種熱解炭組織結(jié)構定量表征方法，特別涉及一種基于偏光圖像的熱解炭組織結(jié)構定量表征方法。?

背景技術

通過PLM圖像對熱解炭進行表征可通過織構類型和消光角兩種定義方式。其中織構類型屬于一種定性化的表征方式，用肉眼直接觀測熱解炭的正交PLM圖像即可判定，但表征精度較低，往往難以滿足科研及工程需求。而消光角作為一個連續(xù)變量，能夠?qū)崿F(xiàn)熱解炭織構的定量化表征，在當前實驗中使用較為普遍。但傳統(tǒng)的實驗觀測法測量消光角時很大程度上受到人眼的灰度分辨率和觀測者個人主觀習慣的影響，測量結(jié)果準確性和精度均較低。?

針對消光角得計算機測量方法國內(nèi)外均有研究。文獻“Measurement?of?the?extinction?angle?about?laminar?pyrocarbons?by?image?analysis?in?reflection?polarized?light”，“An?improved?method?for?angular-resolved?characterization?of?the?optical?anisotropy?of?pyrolytic?carbon”及“基于四分之一象限光強法熱解炭消光角的計算機測量方法”根據(jù)消光角定義的原理提出了熱解炭的消光角的計算機測量方法，用以實現(xiàn)定量化的表征熱解炭織構，但這些方法均需要拍攝涵蓋了熱解炭消光十字隨著檢偏鏡旋轉(zhuǎn)由正交狀態(tài)變化至融合狀態(tài)全過程的一系列圖像，通常需要20-40張。這時的圖像采集的工作量非常大，嚴重影響了其實用性。因此，由單張C/C復合材料的PLM圖像直接對熱解炭織構進行定量表征已成為亟待解決的重要問題。?

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有熱解炭消光角計算機測量方法復雜的不足，本發(fā)明提供一種基于偏光圖像的熱解炭組織結(jié)構定量表征方法。該方法利用C/C復合材料的熱解炭PLM圖像灰度和紋理特征，借助圖像處理技術對熱解炭PLM圖像特征進行信息提取，并采用逆向云發(fā)生器對其進行統(tǒng)計分析得到各圖像特征云模型的屬性特征值，建立多條件多規(guī)則云推理器，通過輸入C/C材料的熱解炭PLM圖像直接獲得其基體熱解炭的消光角。本方法僅采用單張PLM圖像即能夠計算出熱解炭的消光角數(shù)值，無需通過拍攝一系列包含消光十字變化全過程的20-40張PLM圖像，可以解決現(xiàn)階段單張PLM圖像?僅能觀測出熱解炭織構所屬類型，而無法直接獲得消光角的技術問題。?

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案：一種基于偏光圖像的熱解炭組織結(jié)構定量表征方法，其特點是包括以下步驟：?

步驟1：拍攝500倍下消光十字呈正交狀態(tài)的C/C復合材料熱解炭PLM圖像，即C/C復合材料偏光顯微照片。?

步驟2：提取C/C復合材料熱解炭PLM圖像中某一熱解炭環(huán)上沿圓周方向的灰度值數(shù)據(jù)。?

步驟3：以步驟1和步驟2中方法，采集包含各織構類型的熱解炭PLM圖像，結(jié)合實驗方法測量所得的消光角數(shù)值，構建逆向云發(fā)生器，統(tǒng)計分析各織構類型熱解炭灰度數(shù)據(jù)的圖像信息參數(shù)的云模型數(shù)字特征值。?

步驟4：將步驟3所得熱解炭PLM圖像特征信息及其消光角數(shù)值，輸入逆向云發(fā)生器，得到各織構類型熱解炭的灰度曲線的灰度差，方差及相似性三個圖像信息參數(shù)的云模型數(shù)字特征參數(shù)值。?

步驟5：根據(jù)熱解炭消光角和織構類型之間的對應關系建立織構類型與消光角之間定性定量轉(zhuǎn)換的云模型。?

步驟6：根據(jù)各織構類型熱解炭的PLM圖像特征信息云模型數(shù)字特征值，及織構類型與消光角之間的轉(zhuǎn)換模型，建立多條件多規(guī)則云推理器。?

步驟7：對于單張的熱解炭PLM圖像，提取灰度數(shù)據(jù)并計算其圖像信息參數(shù)，輸入多條件多規(guī)則云推理器，獲得該圖像中熱解炭的消光角數(shù)值。?

本發(fā)明的有益效果是：該方法利用C/C復合材料的熱解炭PLM圖像灰度和紋理特征，借助圖像處理技術對熱解炭PLM圖像特征進行信息提取，并采用逆向云發(fā)生器對其進行統(tǒng)計分析得到各圖像特征云模型的屬性特征值，建立多條件多規(guī)則云推理器，通過輸入C/C材料的熱解炭PLM圖像直接獲得其基體熱解炭的消光角。本方法僅采用單張PLM圖像即能夠計算出熱解炭的消光角數(shù)值，無需通過拍攝一系列包含消光十字變化全過程的20-40張PLM圖像，解決了現(xiàn)階段單張PLM圖像僅能觀測出熱解炭織構所屬類型，而無法直接獲得消光角的技術問題。?

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作詳細說明。?

附圖說明