一种夹杂物自动识别系统中夹杂物颗粒自动识别方法与流程

本发明涉及冶炼技术领域，尤其涉及一种夹杂物自动识别系统中夹杂物颗粒自动识别方法。

背景技术：

夹杂物自动系别系统连续自动获取钢样品的多张背散射图(bse)信息、x射线(x-ray)信息，进行分析后得到钢样中的夹杂物种类。获取背散射图的主要目的是识别样品中的夹杂物颗粒；识别到夹杂物颗粒后，获取夹杂物颗粒的x-ray信息，根据夹杂物x-ray信息中各个元素的谱峰特征识别出夹杂物的种类。

现有的基于背散射图的夹杂物颗粒识别算法预设定钢样的背景灰度值，根据背景灰度范围，使用二值化方法，即将属于背景灰度的像素设置为背景，不在背景灰度范围内的像素识别为夹杂物颗粒。由于电子扫描镜的工作条件容易受环境影响，连续拍摄多张背散射图时，各张背散射图的灰度值、亮度值和对比度信息会发生变化，这使得使用固定的背景灰度值识别提取的夹杂物颗粒位置不准确，直接影响后面x-ray信息采集的准确性。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出一种夹杂物自动识别系统中夹杂物颗粒自动识别方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种夹杂物自动识别系统中夹杂物颗粒自动识别方法，包括如下步骤：

s1:调整工作参数并拍摄当前视域范围内的所述待测样品的背散射图并计算所述背散射图的灰度直方图；

s2：统计所述背散射图的灰度直方图的波形变化特征，并将符合要求的相邻波形区间进行合并；

s3:采用积分运算方法计算各个波形区间的像素个数积分，根据积分数值较大的波形区间来提取背景灰度范围；

s4：根据所述背景灰度范围对背散射图进行二值化处理提取出夹杂物颗粒。

优选地，所述步骤s1前还包括如下步骤：

s5：制备待测样品，根据所述待测样品的实际尺寸，计算需要测量的所述待测样品的视域数量。

优选地，所述步骤s4后还包括如下步骤：

s6：重复步骤s1至s4，直至测量完所有视域范围内的所述待测样品，即可识别出所述待测样品的全部夹杂物颗粒。

优选地，所述将符合要求的相邻波形区间进行合并是将各个波形区间内的峰值进行统计，当相邻波形区间的峰值相同且峰值间的距离在10个灰度值以内，则将所述相邻波形区间进行合并。

优选地，所述工作参数包括分辨率、放大倍数、加速电压和电子束电流。

基于上述技术方案，本发明的有益效果是：自适应每帧钢样背散射图像的不同灰度值，提取背景灰度范围，使用二值化方法，实现自动识别夹杂物颗粒，解决了由于电子扫描镜参数设置的不合理而造成无法识别夹杂物颗粒的问题。

附图说明

图1：一种夹杂物自动识别系统中夹杂物颗粒自动识别方法的流程图；

图2：本发明一种夹杂物自动识别系统中夹杂物颗粒自动识别方法的实施例一中钢样的背散射图；

图3：本发明一种夹杂物自动识别系统中夹杂物颗粒自动识别方法的实施例一中钢样计算得到的背景灰度范围；

图4：本发明一种夹杂物自动识别系统中夹杂物颗粒自动识别方法的实施例一中钢样夹杂物颗粒识别结果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

本发明提供一种夹杂物自动识别系统中夹杂物颗粒自动识别方法，现以钢样为例，进行说明如下：

为钢样设定一个测量区域，并依据所述测量区域的大小以及电子扫描镜的工作参数，将测量区域分为多个测量区间，每个测量区间的大小与电子扫描镜拍摄所反应的实际物体的尺寸一致(视域范围)；

设定电子扫描镜的工作位置，拍摄测量区间的背散射图，主要是收集背散射信号的时间，以及拍摄得到的背散射图的分辨率；

由于一张背散射图的灰度值范围为0～255,灰度值反应了测试物质的平均原子重量，平均原子重量大的物质灰度值高，平均原子重量小的物质灰度值低。分析背散射图像的灰度分布，就可以确定夹杂物颗粒的分布，因此，计算背散射图像的灰度直方图，即统计各个灰度值的像素个数和值。在钢样中的基础物质为铁，其平均原子重量大于各种非金属夹杂物，在背散射图中呈现为白色,可以观测到在数值较大区域中得到铁的灰度范围；

统计背散射图像的灰度直方图的波形变化特征，即统计直方图曲线的上升沿和下降沿的关系，一个波峰范围为相邻两个下降沿的之间的区域，即上一个下降沿为区间的开始，相邻下降沿为区间的结束。为了保证上升沿和下降沿成对出现，在直方图前后各添加一个零；

将小的波动被当作是一个区域，将各个波形区间内的峰值进行统计，当相邻波形区间的峰值相同，相邻峰值间的距离较小(测试中设定为10个灰度值)，将两个相邻波形区间合并；

采用积分运算方法计算各个波形区间的像素个数积分，由于钢样的铁像素较丰富，保留积分数值较大的前5个区间作为背景备选区间，由于铁样的背景像素值高，所以在数值较高的区域，使用150做为阈值，得到大于150的最大的区间为背景区域；

对背散射图进行二值化操作，当像素灰度在背景区域内时，设置像素为0，表示背景，像素灰度不在背景区域内时，设置像素为1，表示夹杂物颗粒，提取出夹杂物颗粒；

重复上述步骤，直至测量完其他测量区间，即可提取出钢样中的全部夹杂物颗粒，完成整个的自动识别过程。

以上所述仅为本发明所公开的一种夹杂物自动识别系统中夹杂物颗粒自动识别方法的优选实施方式，并非用于限定本说明书实施例的保护范围。凡在本说明书实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的保护范围之内。

技术特征：

1.一种夹杂物自动识别系统中夹杂物颗粒自动识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

s1：调整工作参数，拍摄当前视域范围内的所述待测样品的背散射图；

s2：计算所述背散射图的灰度直方图，统计所述灰度直方图的波形变化特征，将符合要求的相邻波形区间进行合并；

s3：采用积分运算方法计算各个波形区间的像素个数积分，根据积分数值较大的波形区间来提取背景灰度范围；

s4：根据所述背景灰度范围对背散射图进行二值化处理提取出夹杂物颗粒。

2.根据权利要求1所述的一种夹杂物自动识别系统中夹杂物颗粒自动识别方法，其特征在于，所述步骤s1前还包括如下步骤：

s5：制备待测样品，根据所述待测样品的实际尺寸，计算需要测量的所述待测样品的视域数量。

3.根据权利要求2所述的一种夹杂物自动识别系统中夹杂物颗粒自动识别方法，其特征在于，所述步骤s4后还包括如下步骤：

s6：重复步骤s1至s4，直至测量完所有视域范围内的所述待测样品，即可识别出所述待测样品的全部夹杂物颗粒。

4.根据权利要求1所述的一种夹杂物自动识别系统中夹杂物颗粒自动识别方法，其特征在于，所述将符合要求的相邻波形区间进行合并是将各个波形区间内的峰值进行统计，当相邻波形区间的峰值相同且峰值间的距离在10个灰度值以内，则将所述相邻波形区间进行合并。

5.根据权利要求1所述的一种夹杂物自动识别系统中夹杂物颗粒自动识别方法，其特征在于，所述工作参数包括分辨率、放大倍数、加速电压和电子束电流。

技术总结
本发明公开一种夹杂物自动识别系统中夹杂物颗粒自动识别方法，包括如下步骤：调整工作参数，拍摄当前视域范围内的所述待测样品的背散射图；计算所述背散射图的灰度直方图，统计所述灰度直方图的波形变化特征，将符合要求的相邻波形区间进行合并；采用积分运算方法计算各个波形区间的像素个数积分，根据积分数值较大的波形区间来提取背景灰度范围；根据所述背景灰度范围对背散射图进行二值化处理提取出夹杂物颗粒。本发明解决了由于电子扫描镜参数设置的不合理而造成无法识别夹杂物颗粒的问题，显现了夹杂物颗粒自动识别。

技术研发人员：皮晓宇;张国滨
受保护的技术使用者：汇鸿智能科技(辽宁)有限公司
技术研发日：2019.12.18
技术公布日：2020.04.24