一文讀懂圖像顆粒分析儀的核心技術(shù)
點擊次數(shù)：2003 更新時間：2022-04-06
圖像顆粒分析儀將是一種將現(xiàn)代電子技術(shù)與光學(xué)顯微鏡相結(jié)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(jīng)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(jìn)行對顆粒進(jìn)行形貌特征和粒度進(jìn)行分析，最后給出測試報告。
圖像顆粒分析儀最主要的核心技術(shù)之一是顆粒圖像的二值化處理。數(shù)字?jǐn)z像機拍攝的顆粒圖像是由不同灰度的像素點陣構(gòu)成的。為獲得真實準(zhǔn)確的顆粒輪廓圖像，需要對圖像進(jìn)行二值化處理。將原始圖像轉(zhuǎn)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個亮度等級的灰度圖像通過適當(dāng)?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(gòu)成的系統(tǒng)是很多的，要進(jìn)行二值圖像的處理與分析，首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(jìn)一步處理時，圖像的集合性質(zhì)只與像素值為0或255的點的位置有關(guān)，不再涉及像素的多級值，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(nèi)部有均勻一致的灰度值，并且其處在一個具有其他等級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(zhuǎn)換為灰度的差別，然后利用閾值選取技術(shù)來分割該圖像。動態(tài)調(diào)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(jié)果。
閾值選取不恰當(dāng)會直接影響二值化圖像的質(zhì)量。例如二值化顆粒輪廓線不閉合、變形、擴大或縮小等。很顯然上述任何錯誤都會導(dǎo)致測量結(jié)果失真甚至是錯誤。為了避免這種問題發(fā)生，業(yè)內(nèi)專家研發(fā)了多種圖形自動識別算法，包括全局閾值方法和局部閾值方法。然而，無論是全局閾值法還是局部閾值法，無論閾值如何選取；由于要將256個灰度級組成的圖像轉(zhuǎn)化為只有0和255的兩個灰度，必然會造成圖像信息損失；因此二值化圖像與原圖的差異是不可避免的。