[發(fā)明專利]一種基于圖像處理的晶界提取及晶粒度測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011262628.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN112396618B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張利欣;南清榮;劉濤;邊勝琴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/13
• 分類號(hào): G06T7/13;G06T7/136;G06T5/00;G06T5/30;G06T7/62
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波;付忠林

1.一種基于圖像處理的晶界提取方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取待提取晶界的源圖像，并對(duì)獲取的源圖像進(jìn)行預(yù)處理；

依據(jù)圖像中的像素灰度將預(yù)處理后的圖像中的所有像素劃分為晶界部分、晶粒內(nèi)部區(qū)域部分和模糊部分，并對(duì)屬于模糊部分的像素采用模糊邊緣檢測(cè)算法確定其屬于晶界部分還是屬于晶粒內(nèi)部區(qū)域部分，以完成晶界檢測(cè)；

去除晶粒內(nèi)部區(qū)域因析出物而導(dǎo)致的晶粒破損，并對(duì)粘連晶粒進(jìn)行分離；

對(duì)晶界進(jìn)行細(xì)化和剪枝處理，以得到單像素寬度的閉合晶界；

所述依據(jù)圖像中的像素灰度將預(yù)處理后的圖像中的所有像素劃分為晶界部分、晶粒內(nèi)部區(qū)域部分和模糊部分，包括：

利用大律法計(jì)算得到預(yù)處理后的圖像的全局閾值T，將預(yù)處理后的圖像粗略分為晶界區(qū)域A0和晶粒內(nèi)部區(qū)域A1；

分別在A0和A1中使用大律法計(jì)算各自的分割閾值，將A0的分割閾值作為全局的低閾值L，A1的分割閾值作為全局的高閾值H；

將灰度強(qiáng)度低于L的像素劃分為晶界部分，灰度強(qiáng)度高于H的像素劃分為晶粒內(nèi)部區(qū)域部分，灰度強(qiáng)度介于L和H之間的像素劃分為模糊部分。

2.如權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的晶界提取方法，其特征在于，所述對(duì)獲取的源圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括：

基于二維伽馬函數(shù)和Retinex理論對(duì)獲取的源圖像進(jìn)行光照矯正，并對(duì)光照矯正后的圖像采用非局部均值的降噪算法進(jìn)行濾波降噪，得到預(yù)處理后的圖像。

3.如權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的晶界提取方法，其特征在于，所述對(duì)屬于模糊部分的像素采用模糊邊緣檢測(cè)算法確定其屬于晶界部分還是屬于晶粒內(nèi)部區(qū)域部分，包括：

對(duì)屬于模糊部分的像素采用模糊邊緣檢測(cè)算法計(jì)算其對(duì)于晶界的隸屬度；

若像素對(duì)應(yīng)的隸屬度大于隸屬度閾值，則將其歸為晶界部分；

若像素對(duì)應(yīng)的隸屬度不大于隸屬度閾值，則將其歸為晶粒內(nèi)部區(qū)域部分。

4.如權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的晶界提取方法，其特征在于，所述去除晶粒內(nèi)部區(qū)域因析出物而導(dǎo)致的晶粒破損，包括：

在完成晶界檢測(cè)的圖像中計(jì)算灰度值為0的連通域面積，若連通域面積小于第一預(yù)設(shè)面積閾值，則認(rèn)為其是晶粒的破損區(qū)域，將其填充為晶粒內(nèi)部區(qū)域。

5.如權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的晶界提取方法，其特征在于，所述對(duì)粘連晶粒進(jìn)行分離，包括：

使用極限腐蝕法對(duì)晶粒內(nèi)部區(qū)域進(jìn)行逐層腐蝕，直至所有晶粒相互分離。

6.如權(quán)利要求5所述的基于圖像處理的晶界提取方法，其特征在于，所述使用極限腐蝕法對(duì)晶粒內(nèi)部區(qū)域進(jìn)行逐層腐蝕，包括：

在每層腐蝕中，采取4鄰域和8鄰域交替進(jìn)行的方法。

7.如權(quán)利要求6所述的基于圖像處理的晶界提取方法，其特征在于，所述使用極限腐蝕法對(duì)晶粒內(nèi)部區(qū)域進(jìn)行逐層腐蝕，還包括：

在每層腐蝕完成后，計(jì)算剩余晶粒的連通面積，使面積小于第二預(yù)設(shè)面積閾值的晶粒不參與下一次的腐蝕過程。

8.一種基于圖像處理的晶粒度測(cè)量方法，其特征在于，所述方法包括：

利用如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的晶界提取方法提取待測(cè)晶粒的晶界；

基于提取的晶界，根據(jù)預(yù)設(shè)的晶粒度測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)進(jìn)行晶粒度測(cè)量。

9.如權(quán)利要求8所述的基于圖像處理的晶粒度測(cè)量方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)設(shè)的晶粒度測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)進(jìn)行晶粒度測(cè)量，包括：

根據(jù)預(yù)設(shè)的晶粒度測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)，選取截點(diǎn)法自動(dòng)進(jìn)行晶粒度測(cè)量。