[發(fā)明專(zhuān)利]基于分塊梯度分割的快速統(tǒng)計(jì)形變孿晶的圖像處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010915908.0
• 申請(qǐng)日: 2020-09-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112070788B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊仁龍;劉燚;喻一鳴;吳和保
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/136
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/136;G06T7/13;G06T7/187
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專(zhuān)利代理有限公司 42102
• 代理人: 楊曉燕

本發(fā)明提供了基于分塊梯度分割的快速統(tǒng)計(jì)形變孿晶的圖像處理方法，對(duì)圖像進(jìn)行包括灰度化處理、濾波處理的預(yù)處理；將圖像分塊，確定小塊圖像紋理的主方向，判斷并獲取小塊圖像x方向或y方向像素灰度值的梯度值，設(shè)置梯度值閾值將小塊圖像二值化并將小塊圖像重組為完整二值圖像；設(shè)置面積閾值去除面積較小的雜質(zhì)，然后設(shè)置連通域的外接最小矩形的長(zhǎng)寬比去除非長(zhǎng)條形的雜質(zhì)得到最后處理圖像。本發(fā)明是基于分塊加梯度分割的圖像處理方法，能夠快速便捷且有效地表征計(jì)算變形孿晶的體積分?jǐn)?shù)，避免了人工誤差，解決了數(shù)據(jù)量大、難以進(jìn)行高效精確處理圖像的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于分塊梯度分割的快速統(tǒng)計(jì)形變孿晶的圖像處理方法。

背景技術(shù)

近些年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，圖像處理技術(shù)已經(jīng)成為科學(xué)研究中的重要領(lǐng)域，圖像處理其中重要的一部分就是對(duì)顯微圖像的處理。

TWIP(孿晶誘發(fā)塑性)鋼具有高強(qiáng)度、良好延展性以及出色的成形性和能量吸收能力，這些優(yōu)異的性能使其在汽車(chē)工業(yè)、造船和油氣勘探等領(lǐng)域有十分潛在的應(yīng)用價(jià)值。而其優(yōu)異性能來(lái)源于形變孿晶實(shí)現(xiàn)的高應(yīng)變硬化。由于形變孿晶的體積分?jǐn)?shù)在TWIP鋼中的力學(xué)行為的研究中非常重要，因此形變孿晶體積分?jǐn)?shù)的定量表征具有重要意義。

形變孿晶的定量分析主要基于通過(guò)SEM，EBSD和TEM獲得的微觀結(jié)構(gòu)圖像。通常，將基于圖像處理方法的形變孿晶的面積分?jǐn)?shù)稱(chēng)為形變孿晶的體積分?jǐn)?shù)。目前，可通過(guò)一種人工手繪增強(qiáng)SEM或者EBSD圖像中的形變孿晶對(duì)比度，然后基于閾值分割的圖像處理方法來(lái)測(cè)量形變孿晶的體積分?jǐn)?shù)。但是，在前期的人工增強(qiáng)步驟，處理一張圖像會(huì)花費(fèi)研究人員大量時(shí)間和精力，尤其是在較大的孿晶體積分?jǐn)?shù)下，這種方法可能會(huì)由于手動(dòng)繪制而產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。此外，還有一種通用的網(wǎng)格法來(lái)定量表征形變孿晶的體積分?jǐn)?shù)。網(wǎng)格法是在包含形變孿晶的圖像上截取一個(gè)矩形區(qū)域，然后在圖像上制作等距的網(wǎng)格，通過(guò)測(cè)量帶有形變孿晶的網(wǎng)格占總網(wǎng)格數(shù)的比例來(lái)估算形變孿晶的體積分?jǐn)?shù)。但是，該方法需要花費(fèi)大量時(shí)間來(lái)統(tǒng)計(jì)形變孿晶與網(wǎng)格相交的數(shù)量，并且可能會(huì)在處理圖像時(shí)引起較大的人為誤差。因此，上述的圖像處理方法，在實(shí)際運(yùn)用中都存在工作量大、難以大量處理以及人工誤差等一系列問(wèn)題，這些缺點(diǎn)對(duì)于我們準(zhǔn)確定量地分析孿晶圖像產(chǎn)生了限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供基于分塊梯度分割的快速統(tǒng)計(jì)形變孿晶的圖像處理方法，用于針對(duì)識(shí)別顯微圖像中的特定物體即形變孿晶。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案為：基于分塊梯度分割的快速統(tǒng)計(jì)形變孿晶的圖像處理方法，包括以下步驟：

S1：對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理；

S2：采用分塊和梯度分割方法處理步驟S1得到的圖像；

S3：去除雜質(zhì)得到處理后的圖像。

按上述方案，所述的步驟S1中，具體步驟為：

S11：對(duì)圖像進(jìn)行灰度化處理，得到每個(gè)像素的灰度值在0-255的圖像；

S12：對(duì)步驟S11得到的圖像進(jìn)行濾波處理。

進(jìn)一步的，所述的步驟S12中采用雙邊濾波器進(jìn)行濾波處理，通過(guò)結(jié)合圖像的空間鄰近度和像素值相似度，同時(shí)考慮空域信息和灰度相似性，用于去噪并保護(hù)圖像的邊緣。

按上述方案，所述的步驟S2中，具體步驟為：

S21：將步驟S1得到的圖像分塊得到小塊圖像；

S22：確定小塊圖像的紋理的主方向；

S23：判斷使用x方向或y方向的梯度值，獲取小塊圖像的x方向或y方向像素灰度值的梯度值；

S24：設(shè)置梯度值閾值將小塊圖像二值化，并將二值化的小塊圖像重組為完整二值圖像。