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技術文章

顆粒圖像處理儀的工作原理及其主要技術淺析

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 顆粒圖像處理儀的工作原理及其主要技術淺析

 

顆粒圖像處理儀將是一種將現(xiàn)代電子技術與光學顯微鏡相結合而成的一種粉體顆粒物性檢測儀器。用電子攝像機拍攝經顯微鏡放大的顆粒圖像。圖像信號輸入計算機后,計算機自動進行對顆粒進行形貌特征和粒度進行分析,給出測試報告。
顆粒圖像處理儀的基本原理是:
 

光學顯微鏡先將待測的微小顆粒放大,并成像在CCD攝像機的光敏面上;攝像機將光學圖像轉換成數(shù)字圖片信息,然后傳輸并存儲在計算機系統(tǒng)里。
 

計算機對接收到的數(shù)字化了的顯微圖像信息進行二值化處理,識別顆粒的輪廓。然后按照一定的等效模式,計算各個顆粒的粒徑、圓度等物理參數(shù)。一般而言,一幅圖像(即圖像儀的一個視場)包含幾個到上百個不等的顆粒。
 

圖像儀能自動計算視場內所有的顆粒的粒徑,并統(tǒng)計,形成粒度報告、圓度報告等。當已經測到的顆粒數(shù)不夠多時,可以通過調整顯微鏡的載物臺,換到下一個視場,繼續(xù)測試并累計。
 

顆粒圖像分析儀主要的核心技術之一是顆粒圖像的二值化處理
 

數(shù)字攝像機拍攝的顆粒圖像是由不同灰度的像素點陣構成的。為獲得真實準確的顆粒輪廓圖像,需要對圖像進行二值化處理。將原始圖像轉化為顆粒輪廓邊緣閉合且不改變大小的黑白圖像。
 

圖像的二值化處理就是將圖像上的點的灰度置為0或255,也就是將整個圖像呈現(xiàn)出明顯的黑白效果。即將256個亮度等的灰度圖像通過適當?shù)拈撝颠x取而獲得仍然可以反映圖像整體和局部特征的二值化圖像。
 

在數(shù)字圖像處理中,二值圖像占有非常重要的地位,特別是在實用的圖像處理中,以二值圖像處理實現(xiàn)而構成的系統(tǒng)是很多的,要進行二值圖像的處理與分析,先要把灰度圖像二值化,得到二值化圖像,這樣子有利于在對圖像做進一步處理時,圖像的集合性質只與像素值為0或255的點的位置有關,不再涉及像素的多值,使處理變得簡單,而且數(shù)據(jù)的處理和壓縮量小。
 

為了得到理想的二值圖像,一般采用封閉、連通的邊界定義不交疊的區(qū)域。所有灰度大于或等于閾值的像素被判定為屬于特定物體,其灰度值為255表示,否則這些像素點被排除在物體區(qū)域以外,灰度值為0,表示背景或者例外的物體區(qū)域。
 

如果某特定物體在內部有均勻一致的灰度值,并且其處在一個具有其他等灰度值的均勻背景下,使用閾值法就可以得到比較的分割效果。
 

如果物體同背景的差別表現(xiàn)不在灰度值上(比如紋理不同),可以將這個差別特征轉換為灰度的差別,然后利用閾值選取技術來分割該圖像。動態(tài)調節(jié)閾值實現(xiàn)圖像的二值化可動態(tài)觀察其分割圖像的具體結果。

 


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