[發明專利]一種陶瓷顯微圖像氣泡的提取方法

在審

• 申請號: 202110021631.1
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112669311A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 周明全;薛米妍;耿國華;拓東城;劉景怡;馮龍;劉曉寧;劉陽洋
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00;G06F17/18;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 西安眾和至成知識產權代理事務所(普通合伙) 61249
• 代理人: 強宏超

1.一種陶瓷顯微圖像氣泡的提取方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1，通過顯微照相機獲取陶瓷碎片顯微圖像；

步驟2，對顯微圖像進行抑制噪聲和平滑圖像處理，得到預處理后的顯微圖像；

步驟3，對預處理后的顯微圖像經過灰度共生矩陣提取顯微圖像的氣泡紋理特征；

設置顯微圖像灰度等級為K，設置灰度共生矩陣提取方向θ與步長d，將方向與步長的統一變換稱為Δ；

對于顯微圖像中的每一個像素點(x，y)，存在該點的灰度值為p1，以及對應的另一個像素點(x+Δ，y+Δ)，存在該點的灰度值為p2；則這兩個點構成的構點對{(x，y)，(x+Δ，y+Δ)}的灰度值為(p1，p2)；

設置一個滑動窗口，使點(x，y)在整個圖像上移動，這時會得到很多不同的(p1，p2)的值，將(p1，p2)出現的次數記錄在M矩陣中；

最后將M舉證中的數據歸一化為出現的概率概率分布，得到該圖像的灰度共生矩陣；

步驟4，對于計算出來的共生矩陣，利用紋理特征公式，計算出相應的紋理；

步驟5，將處理后的圖像輸入到Unet分割算法中進行氣泡特征的提?。?/p>

S51：將灰度共生矩陣處理后的圖像大小進行調整，調整后的大小為256*256*3，將調整后的圖像作為Unet的輸入，輸入的圖像先經過下采樣層，下采樣層為前五層：

S52：通過下采樣操作之后，進行上采樣操作，上采樣層為后五層，與下采樣中大小相同的圖像拼接后再通過卷積操作；

S53：前九層卷積使用的是relu激活函數，最后一層使用sigmoid激活函數，損失函數使用的是交叉熵損失。

2.如權利要求1所述的陶瓷顯微圖像氣泡的提取方法，其特征在于：所述步驟2具體處理過程如下：

S21：設置滑動窗口大小為3x3，取顯微圖像中心點為(x，y)；

S22：設置卷積核以及權重σ，使用下面公式進行計算：

S23：遍歷完整個圖像，得到預處理后的顯微圖像。

3.如權利要求1所述的陶瓷顯微圖像氣泡的提取方法，其特征在于：所述步驟4根據灰度共生矩陣，采用均值，方差，對比度，角二階矩作為特征量計算出相應的紋理；

均值：

方差：

對比度：

角二階矩：

式中，M為圖像寬度，N為圖像高度，i為該像素點橫坐標，j為該像素點縱坐標，d為步長，θ為旋轉角度。

4.如權利要求1、2或3所述的陶瓷顯微圖像氣泡的提取方法，其特征在于：所述步驟5中下采樣層為前五層：

第一層：卷積核5x5，步長為1的卷積層，卷積核為2x2的池化層；

第二層：卷積核3x3，步長為1的卷積層，卷積核為2x2的池化層；

第三層：卷積核為1x1，步長為1的卷積層，卷積核為2x2的池化層；

卷積核為3x3，步長為1的卷積層，卷積核為2x2的池化層；

第五層：卷積核為1x1，步長為1的卷積層，卷積核為2x2的池化層；

輸出的每一層大小分別為128x128x64，64x64x128，32x32x256，16x16x512，8x8x1024。

5.如權利要求4所述的陶瓷顯微圖像氣泡的提取方法，其特征在于：所述步驟5中卷積操作具體為：

SS1：第六層先與第四層的輸出拼接后，再經過卷積核5x5，步長為1的卷積層，卷積核為2x2的池化層；

SS2：第七層先與第三層的輸出拼接后，再經過卷積核3x3，步長為1的卷積層，卷積核為2x2的池化層；

SS3：第八層先與第二層的輸出拼接后，再經過卷積核為1x1，步長為1的卷積層，卷積核為2x2的池化層；

SS4：第九層先與第一層的輸出拼接后，再經過卷積核為3x3，步長為1的卷積層，卷積核為2x2的池化層；

SS5：第十層：卷積核為1x1，步長為1的卷積層，卷積核為2x2的池化層；

輸出的每一層大小分別為16x16x512，32x32x256，64x64x128，128x128x64，256x256x3。

6.如權利要求4所述的陶瓷顯微圖像氣泡的提取方法，其特征在于：所述步驟5中所述最后一層上采樣層后連接全連接層作為輸出。