黄丽华[1]2004年在《彩色金相显微图像分析系统的建立与彩色图像分割方法的研究》文中研究指明自20世纪60年代末第一台图像分析仪诞生以来，人们渐渐地走出传统的辛苦而又低效的人工金相分析，开始利用计算机来进行计算机辅助定量金相分析，因其与传统的人工金相分析相比具有处理速度快、数据精确可靠、实验结果的重现性好等一系列的优点，已经逐渐地取代传统的金相分析方法。 不过，纵观这叁、四十年计算机辅助定量金相分析的发展，国内大多是停留在黑白金相图像的处理上，即利用灰度来进行图像的处理和分析。随着对金相定量要求和精度的提高，这种基于灰度的黑白图像分析在许多定量金相的分析任务中已经显出有些无力。随着彩色图像处理技术的快速发展和计算机储存与处理能力的飞速提高，目前许多国家研究人员已经着手研究利用彩色金相图像来进行分析，因为其衬度鲜明、可分辨能力强等特点。 本课题是南京东图数码科技公司(即原江南光学仪器厂的技术开发部门)的一个委托研究项目，在该公司提供的实验设备的基础上，建立一套彩色金相计算机辅助分析系统(CMAS-Color Metallography Image Compute-aided Analysis System)。该系统集XJL—02立式显微镜、CCD摄像头、视频图像采集卡、计算机显示系统于一体，实现了从彩色金相图像记录、采集、预处理到特征参数测量、结果分析和打印等一系列功能。 该系统针对彩色金相显微图像的特点，重点建立一系列适合金相应用的彩色图像处理方法作为CMAS系统的重要组成部分。这些方法包括彩色增强(色调／饱和度调整、亮度／对比度调整、多通道颜色调整)，颜色变换(彩色图像灰度化、真彩色图像256色化)，矢量滤波，和作重点研究的彩色图像分割(聚类法、阈值法、区域生长法、边缘提取)。
方吕[2]2008年在《高分子材料结构图像分析系统研究》文中研究说明材料结构决定材料性能,通过对材料组织结构的特征、大小、分布等的观察分析,可以获知材料的组成成分及性能特点。近年来,人们在研究金属材料结构时积累了大量经验,但是,对于高分子材料的结构分析仍然采用传统的定性或半定量的方法进行分析和评定,自动化程度低。人工进行测定的方法,首先是计算结果不够准确,其次是测定过程繁琐,工作量巨大。随着计算机技术的发展,图像处理在分析检测领域中的应用也越来越广泛,如何更好地利用图像处理技术来进行定量分析,是一个值得研究的课题,本文主要讨论了图像处理和定量金相的基本原理和基本方法在高分子材料图像分析系统中的应用。本文研究了与之相关的图像处理基本操作和常见算法,并详细讨论了数学形态学在组织形态分析中的应用,设计了数字图象处理模块完成图象分割,同时,基于定量金相的测量原理,讨论了常见的几种特征参数的表征方式,并设计了相关参数的测量方案,对图像分析系统进行了定标,并对系统误差进行了分析讨论。最后,应用计算机图像处理技术,研发了一套基于Matlab的显微组织定量分析系统,系统采用可视化界面,具备人机交互功能,以测定碳黑填充橡胶材料组织结构的几何参数为例,介绍了该系统的使用方法和组织结构分析的一般流程,实现了几种特征参数的自动测量。结论证明,本图像分析系统具有良好的GUI工人机交互功能,测量精确,操作灵活方便,能够较大地弥补人工测量的不足。
吴建军[3]2002年在《计算机图像处理技术在定量金相分析中的应用研究》文中研究表明金属材料的显微组织直接影响到机械零件的性能和使用寿命，金相分析是控制机械零件内在质量的重要手段。在新材料、新工艺、新产品的研究开发中，在提高金属制品内在质量的科研工作中，都离不开金相分析技术。随着材料科学的发展，研究金属材料组织与其成分、性能和工艺之间的更为本质的相互关系便愈来愈显得重要。深入的研究是向定量化的方向发展。正因为如此，金属与合金组织特征参数的测量和计算就必不可少了。近年来，计算机图像处理技术发展很快，在分析检测领域中的应用也越来越广泛。如何更好地利用图像处理技术来进行定量金相分析，是一个值得研究的课题。由于晶粒组织的大小是金属材料最重要的特征参数之一，它对金属材料几乎所有的性能和转变都产生重要的影响，在金属材料的研究和生产过程中，都十分重视对晶粒或组织大小的控制和评定。本文主要讨论了定量金相图像分析系统在晶粒度评定中的应用。具体地讲，主要内容如下：（1） 综述了当前国内外在定量金相分析领域的最新发展情况，介绍了定量金相分析的一些基本概念和测量原理和方法，并结合图像处理技术的特点提出了晶粒度测量的方法。（2） 讨论了图像处理的一些基本方法，并重点分析了本分析系统采用的图像处理方法，给出了扫描线种子填充算法原理和具体步骤。（3） 为了提高测量精度，对测量系统进行了定标，对定标误差进行了分析，给出了定量分析的结果。（4） 采用CCD摄取图像。并对图像进行了编辑、预处理、二值化、组织操作、图形操作等处理，测量出晶粒度。（5） 采用Visual Basic和C语言编写了分析系统的测量软件，设计了各种图像处理模块，采用全汉化界面，鼠标加键盘操作，使用十分方便。（6） 对试样分别进行了人工测量和图像处理测量，对测量结果进行了比较。结果表明，图像处理测量方法在测量速度、精确度、效率以及自动化程度方面优于人工测量方法。（7） 对测量系统提出了一些改进意见。
王建萍[4]2003年在《基于数字图像处理的金相几何参数的定量分析与研究》文中研究表明长期以来，人们都采用传统的定性和半定量的方法对金相组织进行分析和评定。随着科学技术的不断发展，特别是定量金相学理论和数字图像处理技术的发展，定量金相学在实际工作中得到了很广泛的应用，已经成为金相学的一个重要分支。定量金相学是一门涉及材料科学，计算机科学和图像处理技术及模式识别等学科的综合型应用科学。 金相定量分析就是应用某些可以测量的参数或可计算的参数来准确地表征组织特点，寻找它们与金属材料性能之间的关系。传统的金相定量分析人工检测是一件很辛苦的工作，有些试验因工作量过大而无法进行。 本文通过大量的实验，提出了一种新的晶粒边界细化和晶界重建的方法，提高了以统计像素为基础的全自动测量的精度。同时在全自动测量数据的基础上提出并用实验验证“用分形维数描述晶粒度”的论断。 本论文的主要内容包含了以下内容： 第一章绪论中介绍了金相组织参数检测的意义，金属材料性能与金相显微组织尺寸间的关系，国内外检测技术的发展和应用情况，并阐述将分形原理应用到金相微观组织研究领域的重大意义。 第二章通过介绍金相组织几何参数以及人工分析方法，通过对铁素体晶粒度测试和球墨铸铁第二相参数的测试分析，指出目前计算机全自动检测尚不能完全取代人工检测。 第叁章论述了数字图像预处理的基本原理及其步骤和处理效果，提出了不同检测要求的金相图像需要不同的图像处理方式。 第四章介绍了晶粒细化和晶界重建的各种方法。并通过分析后的图像效果和试验数据，将人工检测和计算机自动检测的进行评定。 第五章介绍了金相几何参数检测的软件组成和开发，以及应用函数类型和流程。最后简述了该软件的主要功能和界面。 第六章在晶粒度检测领域中引进分形理论，用试验证明金相微观组织结构与材料性能参数之间存在着维数关系。 第七章总结了全论文的内容，指出所做工作的成果和不足，并提出系统未来的发展方向。
肖海波[5]2008年在《图像处理在定量金相分析中的应用》文中指出20世纪70年代以来,半固态成形技术发展迅速,取得了很大的进展,但是半固态金相组织的分析和计算都是传统的定性和半定量的方法。随着定量金相和体视学的发展,人们也在研究材料显微组织与成分及性能之间的有规律的函数关系。但是在确定这种规律的过程中,需要测定金相组织的特征参数。如果依靠手工的方法进行测定不仅计算结果不够准确,而且测定过程繁琐,工作量巨大。近年来,随着计算机图像处理技术和定量金相的发展,基于图像处理的定量金相分析引起了广泛的关注。本文较全面地研究了图像处理的理论及方法和金相分析技术,以实现半固态镁合金的定量金相分析为目标,利用MATLAB编程,设计完成了一个界面友好,使用方便的金相分析系统。本论文主要研究内容及成果表现在:1.对半固态灰度图像进行分析,利用常用的阈值化法、FCM聚类法和数学形态学算法对金相图像进行分割,分析了分割效果。提出了一种基于金相图像叁维直方图的FCM分割算法及其改进的模糊核聚类KFCM算法,提高了分割效率,并得到了好的分割效果。2.利用数学形态学知识,针对数学形态学单尺度结构元素的局限性,提出了基于数学形态学的多尺度开运算,并有很好的分割半固态金相图像效果。3.对分割后的半固态金相图像,统计出了图像中各个目标物的个数,提取出了图像中目标晶粒的面积、周长、形状因子等组织特征参数。4.采用面积法、截线法对半固态金相进行晶粒度评级;用MATLAB实现系统的集成,完成特征参数的保存。
陈坤[6]2005年在《铜铬稀土引线框架材料的定量金相分析》文中认为引线框架材料是集成电路封装中的主要材料,它要求材料具有高的强度和良好的电导率,而CuCr合金由于具有高强度和高电导率,作为引线框架材料,具有广泛的应用前景。为进一步提高该类合金的综合性能,以满足电子工业发展对其提出的更高性能要求,有必要进行更深入的研究。本文主要通过定量金相手段对采用不同工艺研制的Cu-Cr和Cu-Cr-RE合金进行研究,以期为选择最佳时效处理工艺提供有用的信息。 本文分别采用传统固溶时效热处理工艺(950℃固溶+480℃时效)和形变热处理工艺(980℃固溶+冷加工+480℃时效)制备Cu-Cr-RE(包括纯稀土La、Nd、Y)系列合金(Cu0.8Cr、Cu0.8Cr0.05RE和Cu0.8Cr0.4RE)。通过硬度测试、电导率测量、金相显微组织分析、定量金相分析、SEM、EDS、XRD等方法研究了不同热处理工艺对上述合金的硬度、电导率以及组织结构的影响和变化规律,并从机理上进行了分析和解释。研究结果表明: 1.电解浸蚀法可以有效消除试样磨制过程中的划痕,更加突出地显示合金中铬相的金相形貌,提高定量金相分析的效率和准确度。因此,确定电解浸蚀法作为铜铬稀土合金定量金相分析的试样制备方法是切实可行的。 2.在950℃,2小时固溶后,经过480℃,2小时时效后Cu0.8Cr0.4La合金第二相Cr颗粒圆整度较好,粒子更加密集,且能取得最高的硬度。随时效时间延长,其电导率越高,但是时效时间大于2小时后,硬度随着时效时间的延长而降低,发生过时效。因此,在480℃温度下,2小时是Cu0.8Cr0.4La合金最佳时效时间。采用定量金相方法研究铜铬镧叁元合金时效过程中Cr相的动态变化是完全可行的。 3.合金在时效前的变形程度越大,合金硬度值越大,择优取向越明显。小变形量的情况下,合金的硬度和晶粒度存在一定的关系即合金的硬度值越大,其相应的晶粒度越小;大变形量的情况下,晶粒度对硬度没有多大的影响。 4.经980℃固溶和冷变形处理后,Cu0.8Cr0.05Y合金在480℃时效过程中,经长时间(60分钟)的时效也没有出现再结晶现象。究其原因为:一方面,微量的稀土延缓了合金的回复与再结晶;另一方面,时效析出相在晶界上的形核长大
李春艳, 侯晓多, 林莉[7]2016年在《基于图像处理技术的定量金相实验课程改革》文中研究指明针对定量金相课程中陈旧、费时费力的人工计数实验方法,将金相分析软件引入到该课程的教学改革中。讨论了图像分析处理技术在测定珠光体体积百分数中的实际应用效果。教学实践表明:实验方法的变革,使得测试原理形象生动、结果准确、操作简单,极大地调动了学生学习的积极性,培养了学习兴趣,适应了新时期技术人才的培养需要。
林金萱[8]2007年在《定量金相自动分析关键技术研究及应用》文中研究表明金属材料在材料工业中一直占主导地位。在金属材料众多分析方法中，金相分析因其直观简便、成本低的特点，一直是材料科学与工程领域最广泛应用的、易行有效的研究和检验方法。金相分析是金属材料分析研究的重要手段。长期以来，金相分析都是依靠人工观察显微镜下的金相图像，对其进行分析。这种分析结果带有主观性，依赖分析人员的知识和经验。随着计算机技术的发展，金相分析的很多项目可由计算机来承担。计算机技术的引入能大大减少主观成分，减少对技术人员的经验知识要求，而且可以实现定量化和自动化。金相自动化的发展是金相分析的大方向。因为金相图片的复杂性，金相分析知识的专业性，目前只有一部分金相检测项目可由计算机自动完成。使金相计算机检测的自动化、智能化程度进一步提高是本文的主要研究方向。本文在介绍了一些基本概念、原理等后，具体论述了金相分析中的四个重要项目的检测原理和方法，包括晶粒度、钢中非金属夹杂物、共晶碳化物的分析评级及渗层深度的自动测量。以国标对晶粒度的基本定义为基础，文章论述了该方法中应用计算机图像处理技术进行图像尺寸标定、二值化变换、消除噪声、提取晶界和计算晶粒个数，最终计算晶粒度评级参数等过程的算法及实现。提取单像素晶界可解决不同晶粒晶界共用导致的晶粒计数难问题；利用链码计算晶粒个数可通过限制链长在计数的同时把第二相、杂质等去除。以统计学为基础，讨论了如何把国标中的夹杂物评级的定性描述转化为定量描述。在利用数字图像处理提取了夹杂物评级参数后，利用夹杂物计算机评级模型进行自动分类评级。以模糊数学为基础，讨论了如何利用模糊数学建立共晶碳化物评级的数学模型。基于小波多分辨率理论，对渗碳、渗氮金相组织图像的小波波形进行比较研究，尝试利用小波多分辨率理论解决渗层深度的自动测量。最后，介绍了自行开发的金相分析软件OpenPark的结构及功能模块。该软件已成功应用于多个相关企业及科研机构。
吴显斌[9]2009年在《基于分形理论的定量金相分析系统的开发》文中研究表明计算机辅助定量金相分析技术与传统的人工金相分析相比较具有处理速度快、数据精确可靠、实验结果重现性好等一系列优点。随着计算机技术的发展,计算机辅助定量金相分析取代传统的金相分析已是不可避免的趋势。本论文运用数字图像技术和分形理论等理论知识,利用Matlab和Visual C++研发了一套基于分形理论的定量金相分析系统。整个系统采用模块化设计,主要完成了图像处理模块和定量金相分析模块的开发,其中定量金相分析模块又包括晶粒度评级,球墨铸铁石墨球化评级,珠光体球化评级和断口模式识别四个子模块。图像处理模块首先读取图像文件,然后根据金相分析的特定要求进行相应的图像处理,之后负责图像文件的保存工作。在总结各种算法优劣的基础上,选取和改进图像处理与分析的算法以适应金相分析的需要。定量金相分析模块将分形理论运用到定量金相分析中,从理论上研究了分形维数与晶粒度级别,石墨颗粒轮廓起伏程度,珠光体球化级别以及断口图像类型之间的定量关系。依据研究成果,利用线性最小距离分类器和模糊综合评价理论,完成金相组织的评级以及断口图像的模式识别。最后,运用本定量金相分析系统进行了实例分析。结果表明,各功能模块运行良好,达到设计目标,能够实现预定的图像处理功能和金相分析工作,可以进行实际运用。
刘兵群[10]2006年在《基于Microsoft Office的金相组织处理与分析系统》文中研究指明计算机金相图像处理是材料科学的一个研究领域。专用金相图像处理软件由于价格昂贵,硬件上实现复杂,在很大程度上不能满足生产、教学、科研工作的需要。本文利用现有硬件设备,以Word 2000为平台,构建了一套基于Microsoft Office的金相图像采集、处理、分析系统。图像采集方面,利用Office中的“插入”菜单,通过CMOS摄像头直接对金相显微镜的成像进行捕捉,把金相图像保存为数字图像文件,并插入到Word中.这种图像采集方法最大的优点是不需要照相和洗相等一些繁琐的程序。图像处理方面,利用Office中的“图片”工具栏和Photo Editor两个图像处理工具,可以很方便地对图像进行灰度、黑白模式的转换,可以对图像的大小、方向、亮度、对比度及平滑等进行处理。通过处理,可以达到令人满意的去噪效果,大大地提高图像的质量。金相分析方面,利用Word2000绘制出需要的测试线,并经实际尺寸的标定后,可以在Word 2000和Photo Editor中对金相组织的一维和二维基本参数进行测量,利用体视学的基本公式和Excel 2000,可以很方便的进行显微组织的定量测量与分析。基于Office2000的金相图像处理与分析系统可以用于生产检测和教学科研,特别是中、小企业或产品单一的冶炼、铸造、轧钢企业。它大大地缩短了金相图像获取的时间,减少了技术劳动,提高了效率和准确度。
参考文献：
[1]. 彩色金相显微图像分析系统的建立与彩色图像分割方法的研究[D]. 黄丽华. 浙江大学. 2004
[2]. 高分子材料结构图像分析系统研究[D]. 方吕. 北京化工大学. 2008
[3]. 计算机图像处理技术在定量金相分析中的应用研究[D]. 吴建军. 重庆大学. 2002
[4]. 基于数字图像处理的金相几何参数的定量分析与研究[D]. 王建萍. 浙江大学. 2003
[5]. 图像处理在定量金相分析中的应用[D]. 肖海波. 江西理工大学. 2008
[6]. 铜铬稀土引线框架材料的定量金相分析[D]. 陈坤. 南昌大学. 2005
[7]. 基于图像处理技术的定量金相实验课程改革[J]. 李春艳, 侯晓多, 林莉. 实验室科学. 2016
[8]. 定量金相自动分析关键技术研究及应用[D]. 林金萱. 广东工业大学. 2007
[9]. 基于分形理论的定量金相分析系统的开发[D]. 吴显斌. 中国石油大学. 2009
[10]. 基于Microsoft Office的金相组织处理与分析系统[D]. 刘兵群. 河北工业大学. 2006