顆粒圖像處理儀的工作原理及其主要技術淺析
顆粒圖像處理儀的工作原理及其主要技術淺析
顆粒圖像處理儀將是一種將現代電子技術與光學顯微鏡相結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，計算機自動進行對顆粒進行形貌特征和粒度進行分析，給出測試報告。
顆粒圖像處理儀的基本原理是：
光學顯微鏡(jing)先將待(dai)測的(de)微小顆粒放大，并成像在CCD攝像機的光(guang)敏面上；攝像機將光(guang)學圖(tu)(tu)像轉(zhuan)換成數(shu)字圖(tu)(tu)片信息，然后傳輸并存(cun)儲在計(ji)算機系統里。
計算機(ji)對接收到(dao)的數(shu)字化了(le)的顯微圖像(xiang)信息進(jin)行二(er)值化處理(li)，識別顆粒的輪廓。然后按照(zhao)一(yi)(yi)(yi)定的等效(xiao)模式，計算各個顆粒的粒徑、圓度等物理(li)參數(shu)。一(yi)(yi)(yi)般而言，一(yi)(yi)(yi)幅圖像(xiang)(即圖像(xiang)儀(yi)的(de)(de)一(yi)個視場)包含幾個到上百個不等的(de)(de)顆(ke)粒。
圖像儀能自動計算視場內所有的顆粒的粒徑，并統計，形成粒度報告、圓度報告等。當已經測到的顆粒數不夠多時，可以通過調整顯微鏡的載物臺，換到下一個視場，繼續測試并累計。
顆粒圖像分析儀主要的核心技術之一是顆粒圖像的二值化處理
數字攝像機拍攝的顆粒圖像是由不同灰度的像素點陣構成的。為獲得真實準確的顆粒輪廓圖像，需要對圖像進行二值化處理。將原始圖像轉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(zhi)化(hua)處理就是將(jiang)圖像上(shang)的點的灰度置為0或(huo)255，也就是將整個圖(tu)像(xiang)呈現出明顯的(de)(de)黑(hei)(hei)白效果。即將256個亮度等(deng)的(de)(de)灰度圖(tu)像(xiang)通過適當(dang)的(de)(de)閾值選取而獲得(de)仍然可以(yi)反映圖(tu)像(xiang)整體和局部特征(zheng)的(de)(de)二值化圖(tu)像(xiang)。
在(zai)數字圖(tu)(tu)像(xiang)處(chu)(chu)理中(zhong)(zhong)，二(er)(er)值(zhi)圖(tu)(tu)像(xiang)占有非(fei)常重要(yao)的(de)地位，特別是在(zai)實用的(de)圖(tu)(tu)像(xiang)處(chu)(chu)理中(zhong)(zhong)，以二(er)(er)值(zhi)圖(tu)(tu)像(xiang)處(chu)(chu)理實現(xian)而構成的(de)系統是很多(duo)的(de)，要(yao)進行二(er)(er)值(zhi)圖(tu)(tu)像(xiang)的(de)處(chu)(chu)理與分析，先要(yao)把灰度圖(tu)(tu)像(xiang)二(er)(er)值(zhi)化，得到二(er)(er)值(zhi)化圖(tu)(tu)像(xiang)，這樣子有利于在(zai)對圖(tu)(tu)像(xiang)做(zuo)進一步(bu)處(chu)(chu)理時，圖(tu)(tu)像(xiang)的(de)集合(he)性質(zhi)只(zhi)與像(xiang)素值(zhi)為0或255的(de)點的(de)位(wei)置有關，不再涉及(ji)像(xiang)素(su)的(de)多值，使(shi)處(chu)理變(bian)得簡單(dan)，而且數據的(de)處(chu)理和壓縮量(liang)小。
為(wei)了得到理想(xiang)的二(er)值圖像，一般采(cai)用封閉、連通的邊界定義不交(jiao)疊的區(qu)域。所(suo)有灰(hui)度(du)大于或等(deng)于閾值的像素(su)被判定為(wei)屬于特定物體，其灰(hui)度(du)值為(wei)255表(biao)示，否則這些像素點被排除(chu)在物(wu)體(ti)區域(yu)以(yi)外(wai)，灰度值為0，表(biao)示背景或(huo)者例(li)外(wai)的(de)物(wu)體(ti)區域(yu)。
如果某特定物體在內部有均勻一致的灰度值，并且其處在一個具有其他等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(guo)物(wu)體同(tong)背景的(de)差(cha)別(bie)表現不在(zai)灰度值上(shang)(比如紋理不同)，可以將這個差(cha)別特(te)征轉換為灰(hui)度的差(cha)別，然(ran)后利用閾值(zhi)選取技術來(lai)分割(ge)該圖(tu)像。動態(tai)調節閾值(zhi)實現圖(tu)像的二(er)值(zhi)化(hua)可動態(tai)觀察其分割(ge)圖(tu)像的具體結(jie)果(guo)。