[发明专利]一种基于图像像素点阵坐标的数值模型构建方法

摘要

本发明提供一种基于图像像素点阵坐标的数值模型构建方法。本发明基于图像像素点阵坐标构建的数值模型，每个像素点对应一个特定的像素值；数值模型由一系列单元构成，每个单元都对应一个特定的材质；根据像素值差别区分出不同的材质，设定每个像素点与每一个单元一一对应，同时定义数值模型中顶点序号和顶点坐标以及单元与顶点之间的关系，从而建立一种将图像模型直接转换为数值模型的方法。

主权项

1.一种基于图像像素点阵坐标的数值模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：读入尺寸大小为W×H的图像；其中W为图像宽度方向像素个数，H为图像高度方向像素个数；所述图像为基于腐蚀衬度成像的显微组织形貌图或者基于取向衬度成像的EBSD晶粒取向分布图；步骤2：遍历图像中所有像素点并逐一编号，获得每个像素点对应的像素序号pixel_num以及像素值pixel_value；同时确定每个像素点坐标(w,h)，并建立像素点对应的像素序号Pixel_Num(w,h)二维数组以及像素值Pixel_Value(w,h)二维数组；其中，w为像素点在宽度方向的像素坐标，h为像素点在高度方向的像素坐标；步骤3：将图像像素点等效为需构建的数值模型中的单元，其中：如果图像为基于腐蚀衬度成像的显微组织形貌图，构建2D数值模型；且每个像素点对应一个正方形单元，每个单元由四个顶点构成；如果图像为基于取向衬度成像的EBSD晶粒取向分布图，构建2.5D数值模型；且每个像素点对应一个立方体单元，每个单元由八个顶点构成；同时建立与像素点坐标(w,h)相对应的单元序号Ele_Num(w,h)二维数组，则Pixel_Num(w,h)与Ele_Num(w,h)一一对应；步骤4：确定图像中包含的k种材质各自对应的像素值pixel_value或像素值区间，并按照不同像素值pixel_value或像素值区间由小到大依次对k种材质进行编号，获得像素点坐标(w,h)对应的材质序号mat_num；其中，如果图像为基于腐蚀衬度成像的显微组织形貌图，则k种材质各自对应的像素值pixel_value区间依次确定为：[0,max_pixelvalue_1]，[1+max_pixelvalue_1,max_pixelvalue_2]，……，[1+max_pixelvalue_i,max_pixelvalue_i+1]，……，[1+max_pixelvalue_(k‑1),255]；其中max_pixelvalue_i是材质序号为i的材质对应的最大像素值，i＝1,2,3,…,(k‑1)；如果图像为基于取向衬度成像的EBSD晶粒取向分布图，则k种材质各自对应的像素值pixel_value具体确定方法为：获取每一个晶粒质心像素坐标(grain_w,grain_h)及其对应的晶粒质心像素值grain_pixelvalue；grain_w为晶粒质心在宽度方向的像素坐标，grain_h为晶粒质心在高度方向的像素坐标；其中晶粒由多个像素点组成，晶粒内所有像素点的像素值相同；每一个晶粒对应一种材质，则每个晶粒质心像素值grain_pixelvalue即为图像中包含的k种材质各自对应的像素值pixel_value；步骤5：建立笛卡尔坐标系xyz，xy平面为图像所在平面，x轴方向平行于图像宽度方向，y轴方向平行于图像高度方向，z轴的方向选取符合右手准则；根据图像尺寸W、H对数值模型的单元顶点进行逐一编号，根据各顶点序号node_num、图像像素的实际尺寸pixel_resolution以及图像尺寸W、H确定各顶点的坐标(x,y,z)；根据像素坐标(w,h)和图像尺寸W、H确定各单元序号与自身顶点序号的对应关系；步骤6：通过与像素点坐标(w,h)相对应的单元序号ele_num、材质序号mat_num、顶点序号node_num以及顶点坐标(x,y,z)，单元与自身顶点的对应关系，构建所述数值模型。