基于图像处理的定量金相分析系统

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1、摘要金相分析主要是利用各种显微镜对材料的微观组织结构进行检验和评定，它既能揭示不同显微组织和性能的关系，又能检验工艺手段是否达到了预期的目的，是检验产品质量的依据，是发展新材料、新工艺的重要手段。方便、准确地开展对材料金相显微组织的定量分析，有助于人们更好地理解工艺因素、组织结构和使用性能之间的关系，促进生产和科研的发展。利用数字图像处理技术，对图像采集卡或CCD摄像头采集到的金相图像进行灰度转换、二值化、噪音消除、图像增强、边缘提取等一系列图像预处理，获得计算机可以处理的数字图像；并利用Visualc+十6．0开发定量金相分析系统，以实现对晶粒大小、金相组织第二相相对含量、显微硬度等参量的自

2、动测量；采用基于Browser／Server的三层体系结构，通过网络访问，并利用ActiveServer技术给远程用户提供应用服务，以便于根据图像分析结果，给出专家分析意见，实现异地分析及交流。本文的主要研究内容：(1)定量金相分析和显微硬度测量的方法研究；(2)利用数字图像处理技术，实现金相图像的灰度转换、二值化、噪音消除、膨胀收缩、图像增强、边缘提取等预处理；引入小波理论、基于数学形态学的区域生长法对采样图像进行分析，实现了对采集图像边缘的有效提取，从而提高了测量精度；(3)开发了金相图像分析系统的主体结构(硬件结构和软件结构)；(4)采用Windows开发平台的面向对象程序设计语言Mic

3、rosoftVisualc++进行系统的模块化设计；(5)提出了采用多模式的知识表示方法建立知识库，应用正反推理、模糊数学模型、基于规则的模式匹配模型建立金相分析专家系统。广东工业大学工学硕上学位论文利用本系统对金相组织自动分析的可靠性、准确性能满足一般定量金相分析的要求：它对于建立金属材料成分、组织与性能之间的定量关系、合理地选择金属材料、制定合适的加工工艺、发展定量金相都具有重要的理论意义和使用价值。关键词：金相分析硬度测量数字图像处理专家系统B／S三层体系IIABSTRACTAbstractMetallographicanalysisreferstoinspectingandevalua

4、tingmaterialmicrostructurewithallkindsofanalyzingapparatuses．Notonlyitcanrevealtherelationbetweenmicrostructureandproperties，evaluatethereliabilityofthetechnologicalmethods，butalsoitistheimportantmeanstoinspecttheproductquality,developnewmaterialandtechnology．Materialmicrostructurecanbeanalyzedconve

5、niently,preciselyandquantitatively．Relationshipamongtechnologicalfactors，microstructuresandpropertiescanbedeeplyunderstood．Ingeneral，itisofgreatsignificancetoproductionandresearches。WithframegathercardandCCD，metallographicimagewhichcanbeprocessedbycomputerisacquiredafteraserialsoftheapplicationsofdi

6、gitalimagetechniquesuchasgrayleveltransformation，dichotomy,noiseeliminating，dilationanderosion，imageenhancement，boundarydetection，etc．AnautomaticquantitativemetallographicanalysissystemisdevelopedwithVisualC”6．0torealizethemeasuringofthesizeofthemetalcrystallinegrain，evaluationtheproportionoftheseco

7、ndtissueofthemetal，microhardness．Withthree-levelBrowser／ServermodeandActiveServertechnology,thesystem西ve$theremoteusertheapplyingservicethroughnetworktocommunicateandanalyzetheimageinformation．Themain