[发明专利]一种基于像素关系的金相组织晶界提取方法

权利要求书

1.一种基于像素关系的金相组织晶界提取方法，其特征在于：包括以下步骤：

获取待提取晶界的金相图像；

对金相图像进行预处理，得到预处理后的金相图像；

对预处理后的金相图像根据灰度值分为晶界部分和晶粒部分，对晶界部分进行骨架化处理，将其细化到单个像素宽度；

提取预处理后的图像中的碳化物轮廓；

对碳化物轮廓与骨架化后的图像进行合并，获得合并后的图像；

对合并后的图像进行恢复和重建，得到重建后的晶界；

对重建后的晶界，根据邻域数量拆分成端点、交叉点和线段点三部分；

根据拆分后晶界的像素关系提取出每个晶粒的晶界。

2.根据权利要求1所述的一种基于像素关系的金相组织晶界提取方法，其特征在于，所述对金相图像进行预处理包括：

通过双边滤波对金相图像进行滤波处理；

对滤波后金相图像利用限制对比度自适应直方图均衡化方法做增强处理；

对增强后金相图像做归一化处理；

对归一化后的金相图像做二值化处理，得到预处理后的金相图像。

3.根据权利要求2所述的一种基于像素关系的金相组织晶界提取方法，其特征在于，所述对增强后图像进行归一化处理，采用下列公式进行：

I′＝1-I/P_max (1)

其中：I′为归一化后图像，I为增强后图像，P_max为增强后图像中最大灰度值。

4.根据权利要求1所述的一种基于像素关系的金相组织晶界提取方法，其特征在于：所述对预处理后的图像根据灰度值分为晶界部分和晶粒部分，对晶界部分进行骨架化处理，将其细化到单个像素宽度；包括以下步骤：

获取预处理图像中的连通域并计算连通域面积，根据干扰点面积小于晶粒面积的特点，设置面积阈值M去除干扰点；

对去除干扰点后的图像进行膨胀处理，得到膨胀处理后的图像；

对膨胀处理后的图像通过腐蚀的方法进行晶界还原，得到还原后的晶界；

通过骨架化算法将还原后的晶界细化到单个像素宽度。

5.根据权利要求1所述的一种基于像素关系的金相组织晶界提取方法，其特征在于：所述获取预处理后的图像中的碳化物轮廓，包括以下步骤：

对预处理后的图像做开运算过滤噪声，获取预处理后图像的连通域；

计算连通域面积和连通域内部平均灰度值；

设置连通域面积阈值N和灰度阈值W，当连通域内部平均灰度小于灰度阈值N并且面积大于面积阈值W，则认为该连通域为碳化物，提取出碳化物轮廓。

6.根据权利要求1所述的一种基于像素关系的金相组织晶界提取方法，其特征在于：所述对合并后的图像进行恢复和重建，得到重建后的晶界，包括以下步骤：

细化后的晶界根据邻域数量拆分成端点、交叉点和线段点三部分，根据合并后图像坐标位置，判断线段点位置，若线段点在碳化物轮廓内，则去除该线段点；

获取需要晶界重建的区域；

取出重建区域中待连接端点所在线段和晶界重建的终点所在的线段点拟合直线恢复出残缺的晶界。

7.根据权利要求6所述的一种基于像素关系的金相组织晶界提取方法，其特征在于：所述获取需要晶界重建的区域；包括以下步骤：

取出晶界断裂处端点作为待连接端点，设置图块阈值为R；

根据待连接端点获取图块，对该图块做归一化并提取LBP特征，将归一化图像与LBP特征进行融合；

若融合图像中存在直线特征，则判定该区域为需要晶界重建的区域。

8.根据权利要求1所述的一种基于像素关系的金相组织晶界提取方法，其特征在于：对重建后的晶界，根据邻域数量拆分成端点、交叉点和线段点三部分；

根据拆分后晶界的像素关系提取出每个晶粒的晶界；包括以下步骤：

提取重建晶界图像中所有交叉点，获取每个交叉点可达关系；

遍历交叉点可达关系获取重建晶界图像中闭合环路，每个晶粒应为独立的最小闭合环路；

筛选提取的闭合环路，获取最终的晶界信息。