基于数字图像处理技术的灰铸铁金相分析

摘要

本课题选取由石墨和不同基体组织组成的灰铸铁作为研究材料，根据定量检测标准选取放大倍数为100×、200×和500×进行金相图像的采集。利用数字图像处理技术对采集到的金相图像进行处理，实现灰铸铁金相分析。并得到以下成果和结论: 1.针对灰铸铁金相图像出现的亮度不均匀现象，利用空域阴影校正法对金相图像进行亮度不均匀校正；利用小波变换与均值滤波相结合的算法对灰铸铁金相图像进行去噪处理，并取得了较好的结果。 2.利用常用的分割算法:阈值化法、FCM聚类法、遗传算法和小波变换对灰铸铁金相图像进行分割，分析了分割效果和算法的性能。提出了一种适合于灰铸铁金相图像的分割算法:在小波域进行的基于二维最大类间方差的遗传算法，提高了分割效率，并得到了较好的分割效果。 3.利用面积法实现了石墨数量、铁素体数量以及珠光体数量的计算；利用像素间距离实现了石墨长度的测量；利用分形数学的思想实现了灰铸铁石墨形状的分类；利用两点间距离公式实现了珠光体片间距离的测量。 4.基于Matlab7.0，开发了一种灰铸铁金相分析系统，完成特征参数的测定。

目录

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论文说明：图表目录

声明

1引言

1.1课题研究的背景及意义

1.2数字图像处理概述

1.3国内外研究现状

1.3.1国外现状

1.3.2国内现状

1.4本课题研究的主要内容和目标

2金相图像的采集

2.1灰铸铁试样的制备

2.2图像采集

2.2.1金相试样图像采集

2.2.2金相图片图像采集

2.3金相图像的标定

3图像预处理

3.1图像类型转换

3.2图像增强

3.2.1灰度变换法

3.2.2直方图调整

3.2.2增强结果分析及评价

3.3亮度不均匀校正

3.3.1空域阴影校正原理

3.3.2实验结果

3.4图像的平滑滤波

3.4.1频域滤波

3.4.2空域滤波

3.4.3基于小波变换的滤波处理

3.4.4平滑滤波结果分析及评价

4图像分割

4.1阈值分割技术

4.1.1基于全局的迭代阈值分割

4.1.2基于一维灰度直方图的阈值分割

4.1.3实验结果比较

4.1.4基于二维灰度直方图的阈值分割

4.1.5实验结果

4.2聚类分割技术

4.3在小波域进行的基于二维最大类间方差的遗传算法分割

4.3.1二维小波变换原理

4.3.2遗传算法的基本理论

4.3.3在小波域进行的基于二维最大类间方差的遗传算法的设计

4.3.4在小波域进行的基于二维最大类间方差的遗传算法的实现

4.3.5实验结果

4.4分割方法评价

4.4.1图像分割评价方法概述

4.4.2评价方法及评价结果

5.灰铸铁金相参数的测定

5.1基本测量方法

5.2灰铸铁金相组织具体参数测量

5.2.1石墨的分布形状

5.2.2晶粒面积及面积百分比

5.2.3石墨长度

5.2.4珠光体片层间距

5.3参数测量实验结果

6灰铸铁金相分析系统设计

6.1系统硬件装置设计

6.2系统软件设计

6.2.1系统设计思路与结构

6.2.2系统的主要功能

6.3系统各模块界面

6.3.1图像变换模块

6.3.2图像预处理模块

6.3.3图像分割模块

6.3.4二值图处理模块

6.3.5金相分析模块

7结论及创新点

7.1结论

7.2创新点

8建议

致 谢

参考文献

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