[发明专利]一种基于像素关系的金相组织晶界提取方法

说明书

本发明一种基于像素关系的金相组织晶界提取方法，属于图像处理技术领域，该方法包括以下步骤：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，本发明克服了通用晶界提取方法中提取伪晶界的问题，具有通用性和适用性。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及一种基于像素关系的金相组织晶界提取方法

背景技术

金相图像中微观组织结构对材料性能有很大的影响。晶粒的尺寸、分布和形状都与材料的性能相关。目前通过金相分析研究材料的性能，其中晶界提取是关键技术之一，晶界提取结果是否准确直接影响平均晶粒度的计算结果。

传统的晶界提取方法需要专业人员凭借经验划分，该方法划分结果易受工作人员的经验和主观因素影响，划分效率较低，误差较大。专利《一种钢材金相组织晶界自动提取方法》(CN107274413A)提供了一种钢材金相组织晶界自动提取方法，包括对图像进行预处理，用标记分水岭分割算法对预处理后的钢材金相组织图像进行预分割，最后进行聚类分割获得最终的晶界；专利《一种基于标记分水岭分割的钢材晶粒晶界自动提取方法》(CN106599793A)提供了一种基于标记分水岭分割的钢材晶粒晶界自动提取方法，该方法先对图像进行预处理，然后利用标记分水岭分割算法对预处理图像进行分割，最后通过canny算子进行晶界提取。上述两种方法均实现了晶界的自动提取，但分水岭算法种子选取的位置对后续分割影响较大，易导致分割结果不稳定；

由上可知，晶界提取技术仍然存在一些不足，因此通过图像处理的方法，提出一种精度较高，较为通用的晶界提取方法十分必要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供本发明采用的技术方案是：一种基于像素关系的金相组织晶界提取方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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。