[發明專利]一種柴油機顆粒物形貌的表征方法

在審

• 申請號: 201611060554.6
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106596357A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 梅叢蔚;梅德清;陳挑挑;陳鬃;涂立志
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種柴油機顆粒物形貌的表征方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：獲得顆粒樣品形貌的電鏡灰度圖像；

步驟2：對電鏡灰度圖像進行二值化處理；

步驟3：提取顆粒圖像的輪廓邊界；

步驟4：圖像網格的劃分；

步驟5：計算顆粒樣品盒維數。

2.根據權利要求1所述的一種柴油機顆粒物形貌的表征方法，其特征在于，所述步驟1的實現方法：將含有顆粒物的溶解液粘附導電膠表面，噴金后得到顆粒分析樣品，再利用場發射掃描電子顯微鏡分析樣品，獲得灰度值介于0～255之間的電鏡灰度圖像。

3.根據權利要求1所述的一種柴油機顆粒物形貌的表征方法，其特征在于，所述步驟2的實現方法包括確定門限閾值和獲取二值圖；

所述確定門限閾值采用最大類間方差法：設圖像灰度值介于1～m，灰度值i的像素點個數為n_i，得到：

$N=\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{n}_i$

$p_i=\frac{n_i}{N}$

式中，N為像素點總數，p_i為各灰度值出現的概率；

再用T將灰度值分成兩組，分別為C₀＝{1～T}和C₁＝{T+1～m}，

則C₀出現概率為：

$w_0=\mathrm{Pr}\left(C_0\right)=\underset{i=1}{\overset{T}{\Σ}}{p}_i=w\left(T\right)$

C₁出現概率為：

$w_1=\mathrm{Pr}\left(C_1\right)=\underset{i=T+1}{\overset{m}{\Σ}}{p}_i=1-w_0$

C₀的灰度平均值為：

${\mathrm{\μ}}_0=\underset{i=1}{\overset{T}{\Σ}}i\mathrm{Pr}\left(i\right|C_0)=\underset{i=1}{\overset{T}{\Σ}}\frac{{\mathrm{ip}}_i}{w_0}=\frac{\mathrm{\μ}\left(T\right)}{w\left(T\right)}$

C₁的灰度平均值為：

${\mathrm{\μ}}_1=\underset{i=T+1}{\overset{m}{\Σ}}iPr\left(i\right|C_1)=\underset{i=T+1}{\overset{m}{\Σ}}\frac{{\mathrm{ip}}_i}{w_1}=\frac{\mathrm{\μ}-\mathrm{\μ}\left(T\right)}{1-w\left(T\right)}$

式中，w₀、w₁分別是C₀、C₁產生的概率；μ₀、μ₁分別是C₀、C₁的灰度平均值；整個圖像的灰度平均值是閾值為T時灰度平均值是

由上述表達式得出：

μ＝w₀μ₀+w₁μ₁，w₀+w₁＝1

建立兩組間的方差表達式：

${\mathrm{\δ}}^2\left(T\right)=w_0{({\mathrm{\μ}}_0-\mathrm{\μ})}^2+w_1{({\mathrm{\μ}}_1-\mathrm{\μ})}^2=w_0{w}_1{({\mathrm{\μ}}_1-{\mathrm{\μ}}_0)}^2=\frac{{\[\mathrm{\μ}w\left(T\right)-\mathrm{\μ}\left(T\right)\]}^2}{w\left(T\right)\[1-w\left(T\right)\]}$

從1～m改變T，求兩組間方差表達式為最大值時對應的T，即要求maxδ²(T)時的T^*值，此T^*便是門限閾值；

所述獲得二值圖：根據確定的門限閾值進行判斷，若物體像素值大于或等于該閾值的像素，則此區間像素值用1表示；若物體像素值小于該閾值的像素，則此區間像素值用0表示，得到只有0、1像素值的二值圖。