数字图像处理技术在腐蚀科学中的应用研究

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1、数字图像处理技术在腐蚀科学中的应用研究李杨①LIYang；李兴山②LIXing-shan；何常豫②HEChang-yu；孟利军②MENGLi-jun（①海军驻沈阳地区发动机专业军事代表室，沈阳110043；②沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，沈阳110043）（①EngineProfessionalMilitaryAgentacute;sRoomoftheNavyinShenyangArea，Shenyang110043，China；②AVICShenyangLimingAero-Engine（Group）Co.，Ltd.，S

2、henyang110043，China）摘要：随着计算机多媒体技术的迅速发展和普及，图像处理已经在众多领域中得到广泛应用，如医药、军事、气象、科研等。其中，数字图像处理技术在腐蚀科学和工程领域的应用中取得了良好成效。本文主要就数字图像处理技术在腐蚀科学中的应用进行了研究，并得出了相关结论。Abstract:.Costa等使用分形的方法在人工海水环境下研究了316不锈钢试样的腐蚀情况。他们先用光学显微镜观察试样的腐蚀情况，再借助专业软件得到试样的腐蚀轮廓图，建立分形维数坐标系，绘出腐蚀断面图。通过观察断面图可知，随着计算步长的逐渐增加

3、，蚀坑的轮廓周长逐渐减小。Codaro等在总结先前研究文献综述的基础上，利用显微镜得出了钛合金和铝合金的蚀坑平面图，并清楚地观察到了描述点的蚀断面形状，明确了定义点蚀形状分类参数与蚀坑面积之间的关系。具体公式为：定义点蚀形状分类参数=（蚀坑的面积）/（包围蚀坑的最小矩形的面积）。2国内应用现状同国外相比，国内数字图像处理技术在腐蚀科学中的应用范围较窄，技术发展尚未成熟，研究方法和思路有待进一步改进和提升。苏润西和宋诗哲借助恒电位原位图像采集技术建立了图像采集处理系统，并确定了相应的研究方法和实施方案。他们通过分析304不锈钢恒电位的

4、过程图得出了图像灰度变化和蚀坑发展的关系。一旦出现点蚀，图像的灰度值就会发生相应的变化，灰度值会随着点蚀数量的增加而逐渐向小的方向移动，曲线图上会出现双峰。同时，他们还分析了点蚀发生比率与能耗电量的关系，二者呈正相关关系。王守琰等在其研究基础上，总结出了电化学参量变化规律，认为点蚀形貌特征与电化学参量变化存在一定关系，并通过实验法证明了这一观点。实验结果表明，当蚀坑面积发生变化时，能耗电量也会随之改变。另外，溶液浓度也会对点蚀发生造成一定的影响，同时点蚀灰度值会随着时间的变化而呈现出一定的规律（详见图1）。点蚀发生之前，图像的灰度值

5、变化不明显，而随着时间的增加，钝化膜会出现不同性程度的破坏，蚀坑影响范围进一步扩大。我们可以通过灰度值的变化方向判断和分析蚀坑的未来发展特点和去向。图像处理技术在腐蚀科学中的广泛应用可以有效地推动其研究结果的成熟，加速其成果转化率。如何将图像处理技术和腐蚀观测技术有机结合起来，扬长避短，做好腐蚀形貌研究工作是腐蚀工应该认真思考的重要课题。3发展方向3.1腐蚀图像预处理技术腐蚀图像处理与应用离不开腐蚀诊断与评价。研究者要想保证其腐蚀图像信息传递的准确性和全面性，就必须重视对点蚀的腐蚀诊断与评价，认真分析和验证各参数的准确性，尽可能地提

6、升其数据分析的准确性，减少误差值。因此，一些学者以腐蚀图像处理为重点，着重研究了腐蚀模式的识别与腐蚀特征的判断，为腐蚀分类研究提供了良好的参考和依据。腐蚀图像处理是一项复杂系统的工程，需要经过参数计算、图像增强、模型分析、图像转换、结果验证几个阶段。在此过程中，研究者必须积极运用各种有效的技术手段消除人为因素对实验数据结果的影响，保证其结果的准确性和可靠性。Journaux等采用形貌图像转换过滤器进行了腐蚀图像预处理，将原始的腐蚀变化图转换为了二值图像，点蚀灰度值和数量变化更为直观，便于分析和研究。而许万里等则将工业视觉检查系统中的

7、腐蚀图像进行了预处理和分割，取得了较为理想的图形分析效果。王守琰等通过平衡直方图和滤波的方式清除了图像中的随机噪声，保证了其图像分布的均匀性和合理性。综上所述，随着腐蚀图像处理技术的逐渐发展成熟，其在灰度变换和降噪去波方面的作用日益凸显出来，引起了研究界的广泛关注。受腐蚀图像处理方法和成像分析技术的限制，不同材料腐蚀图像的处理算法存在一定差异。因此，研究者必须选用合适的处理方法进行后期识别和判断。3.2腐蚀形貌演化研究图像可以将研究对象的形状直观真实地显现出来。在进行腐蚀区域形态描述时，研究者最常用的一种方法是腐蚀形貌演化法。该法可

8、以用于多种腐蚀金属材料的腐蚀图像研究分析，研究限制条件较少。Pan等利用图像定位分析技术研究了多晶体材料在其腐蚀过程中的界面形状变化，得出了界面形状和时间变化的关系，验证了时间控制在腐蚀反应中的作用。Mille等利用传感器成像原理描绘