一种高生物兼容性的生物陶瓷的浆料制备及质量分析方法与流程

本发明涉及图像处理，具体涉及一种高生物兼容性的生物陶瓷的浆料制备及质量分析方法。

背景技术：

1、在医疗和生物医学领域，生物陶瓷广泛应用于骨科植入物、牙科修复材料和人工关节等领域。然而，生物陶瓷在与生物体接触时需要具备高生物兼容性，以避免引发异物反应、炎症或排斥反应等不良效应，传统的生物陶瓷制备方法通常采用固相反应或溶胶-凝胶法，但这些方法可能导致浆料中残留有害物质，降低了生物兼容性。随着纳米技术和先进陶瓷制备技术的发展，通过改进生物陶瓷的制备工艺，以获得更均匀、纳米级的结构，提高生物兼容性。在陶瓷浆料的制备过程中，将陶瓷粉末、稳定剂、溶剂等成分根据特定用途和性能需求精确配比，其中陶瓷粉末颗粒的均匀性关系到生物陶瓷的产品质量，因此需要对陶瓷粉末颗粒的均匀性进行检测。

2、在现有技术中，对陶瓷颗粒的均匀性进行评价主要是通过人工进行检测，观察生物陶瓷表面是否光滑和颜色均匀。但是因为生物陶瓷表面的颗粒非常微小，认为观察具有主观性，无法准确的描述颗粒的均匀性，导致对颗粒均匀性的评价不准确。

技术实现思路

1、本发明提供一种高生物兼容性的生物陶瓷的浆料制备及质量分析方法，以解决现有的问题。

2、本发明的一种高生物兼容性的生物陶瓷的浆料制备及质量分析方法采用如下技术方案：

3、本发明一个实施例提供了一种高生物兼容性的生物陶瓷的质量分析方法，该方法包括以下步骤：

4、采集生物陶瓷表面图像，记为原图像；

5、获取原图像的灰度直方图，根据灰度直方图中不同灰度值对应像素点数量获得异常像素点的可能程度；通过比较预设阈值与异常像素点的可能程度的数值大小获得异常像素点，对异常像素点进行区域生长获得异常区域；根据异常区域中像素点的灰度差异获得原图像的灰度变化程度；

6、预设滑动窗口，根据滑动窗口内像素点的灰度变化获得每个滑动窗口的灰度变化特征值；根据每个滑动窗口的灰度变化特征值与原图像的灰度变化程度获得原图像的灰度均匀程度；

7、通过比较预设阈值与原图像的灰度均匀程度的数值大小，对生物陶瓷的颗粒均匀性进行评价。

8、进一步的，所述根据灰度直方图中不同灰度值对应像素点数量获得异常像素点的可能程度，包括的具体步骤如下：

9、获取灰度直方图中不同灰度值的像素点数量以及原图像中对应灰度值的像素点的平均欧式距离，根据灰度直方图中不同灰度值的像素点数量以及原图像中对应灰度值的像素点的平均欧式距离获得不同灰度值对应的像素点为异常像素点的可能程度。

10、进一步的，所述灰度直方图中不同灰度值的像素点数量以及原图像中对应灰度值的像素点的平均欧式距离获得不同灰度值对应的像素点为异常像素点的可能程度，包括的具体步骤如下：

11、

12、式中，表示灰度值为的像素点为异常像素点的可能程度，表示灰度值为的像素点的数量，表示像素点的灰度值，表示灰度直方图中的灰度级的数量，表示在原图像中灰度值为所有像素点之间的平均欧式距离，表示自然常数，表示线性归一化函数。

13、进一步的，所述比较预设阈值与异常像素点的可能程度的数值大小获得异常像素点，对异常像素点进行区域生长获得异常区域，包括的具体步骤如下：

14、预设阈值，当灰度值为的像素点为异常像素点的可能程度大于时，则该灰度值对应的像素点为异常像素点，当灰度值为的像素点为异常像素点的可能程度小于等于时，该灰度值对应的像素点不是异常像素点；

15、在原图像中以异常像素点为种子点，对图像进行区域生长，设置生长阈值为，根据生长阈值获得多个生长后的区域，记为生长区域；预设阈值，当生长区域中包含的像素点的数量大于时，该生长区域为异常区域，获得多个异常区域。

16、进一步的，所述根据异常区域中像素点的灰度差异获得原图像的灰度变化程度，包括的具体步骤如下：

17、获得每一个异常区域像素点的数量、连续两个像素点的灰度差值以及最大灰度值，根据异常区域像素点的数量、连续两个像素点的灰度差值与最大灰度值的比值获得原图像的灰度变化程度。

18、进一步的，所述根据异常区域像素点的数量、连续两个像素点的灰度差值与最大灰度值的比值获得原图像的灰度变化程度，包括的具体步骤如下：

19、

20、式中，表示原图像的灰度变化程度，表示第个异常区域中像素点的数量，表示第个异常区域中第个像素点的灰度值，表示第个异常区域中第个像素点的灰度值，表示第个异常区域中的最大灰度值，表示异常区域的数量，表示以10为底的对数函数。

21、进一步的，所述预设滑动窗口，根据滑动窗口内像素点的灰度变化获得每个滑动窗口的灰度变化特征值，包括的具体步骤如下：

22、预设大小为的滑动窗口，从原图像的左上方开始，沿水平方向向右滑动，设置滑动步长为，根据滑动窗口内像素点的灰度变化获得每个滑动窗口的灰度变化特征值，计算公式如下：

23、

24、式中，表示第个滑动窗口的灰度变化特征值，表示第个滑动窗口中第个像素点的灰度值，表示原图像的平均灰度值，表示滑动窗口中像素点的数量。

25、进一步的，所述根据每个滑动窗口的灰度变化特征值与原图像的灰度变化程度获得原图像的灰度均匀程度，包括的具体步骤如下：

26、获取不同滑动窗口的灰度变化特征值、原图像的灰度变化程度，根据相邻两个滑动窗口的灰度变化特征值的差值以及原图像的灰度变化程度获得原图像的灰度均匀程度。

27、进一步的，所述根据相邻两个滑动窗口的灰度变化特征值的差值以及原图像的灰度变化程度获得原图像的灰度均匀程度；通过比较预设阈值与原图像的灰度均匀程度的数值大小，对生物陶瓷的颗粒均匀性进行评价，包括的具体步骤如下：

28、

29、式中，表示原图像的灰度均匀程度，表示原图像的灰度变化程度，表示第个滑动窗口的灰度变化特征值，表示第个滑动窗口的灰度变化特征值，表示第个滑动窗口的灰度变化特征值，表示滑动窗口的数量，表示以自然常数为底的指数函数；

30、预设阈值，当原图像的灰度均匀程度大于等于时，则陶瓷颗粒的质量符合要求；当原图像的灰度均匀程度小于时，陶瓷颗粒的质量不符合要求。

31、一种高生物兼容性的生物陶瓷的浆料制备方法，该方法包括以下步骤：

32、首先将原材料按照比例混合处理得到混合浆料，然后采用磁性分离器对混合浆料进行磁性分离处理得到待打磨陶瓷浆料，利用球磨机对待打磨陶瓷浆料进行球磨处理得到陶瓷浆料，将陶瓷浆料制备的陶瓷样品利用质检程序进行质量检测，所述质检程序执行时实现上述一种高生物兼容性的生物陶瓷的质量分析方法的步骤；

33、当质量检测不合格时向球磨机发出报警信号，球磨机接收到报警信号时，下一次打磨时将球磨机转速提高；如果质量检测合格则不发出报警信号。

34、本发明的技术方案的有益效果是：在对陶瓷颗粒表面的均匀性进行检测时，通过拍摄陶瓷颗粒表面图像，然后对其进行特征分析，根据图像的灰度变化，来对生物陶瓷表面颗粒的均匀性进行评价，从而判断在生物陶瓷的制备过程中，浆料的质量是否符合要求，从而对生物陶瓷的生产质量进行把控。本发明通过机器视觉的方法，能够快速、清晰准确的对陶瓷颗粒大小的均匀性进行检测，提高了检测速度和准确性。

35、在获得陶瓷颗粒均匀性评价指标时，本发明根据图像的灰度变化对原图像进行区域划分，然后根据不同区域的灰度来获得原图像的灰度变化程度；然后通过滑动窗口在原图像上进行滑动，根据滑动窗口内像素点的灰度变化以及原图像的灰度变化程度获得原图像的均匀程度，进而通过预设阈值来进行比较，来判断陶瓷颗粒是否均匀。