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彩色金相显微图像分析系统的建立与彩色图像分割方法的研究

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目录

文摘

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第一章引 言

第二章彩色金相处理问题的提出

§2.1定量金相发展历程与金相参数

§2.1.1定量金相分析的意义和重要性

§2.1.2定量金相分析仪的发展状况

§2.1.3金属与合金组织特征参数的测量简介

§2.2彩色金相的提出和发展

§2.2.1彩色金相技术的发展和研究现状

§2.2.2计算机彩色金相技术

§2.3本章小结

第三章金相图像计算机辅助定量分析系统

§3.1系统概述

§3.2系统的硬件构成

§3.2.1主机的组成

§3.2.2摄像系统

§3.2.3输出设备

§3.3系统的软件构成

§3.3.1软件系统的模块结构

§3.3.2图像采集子模块

§3.3.3图像编辑子模块

§3.3.4参数测量子模块

§3.3.5系统工作流程

§3.4灰度图像处理方法

§3.4.1图像平滑

§3.4.2对比度增强

§3.4.3边缘增强(锐化)

§3.4.4频域滤波

§3.4.5伪彩色增强

§3.4.6二值化

§3.5本章小结

第四章彩色图像处理的基本方法

§4.1色度学的基础知识

§4.1.1光和视觉

§4.1.2颜色视觉理论

§4.1.3颜色的表示

§4.1.4颜色空间及其相互转换

§4.2彩色图像处理的基本方法及其实现

§4.2.1彩色图像的表示

§4.2.2彩色图像的颜色处理

§4.2.3彩色图像的滤波

§4.3本章小结

第五章彩色图像分割方法及在彩色金相中的应用

§5.1图像分割的概述

§5.1.1图像分割的定义

§5.1.2图像分割的分类

§5.2彩色图像的集群聚类分割法

§5.2.1聚类法分割彩色图像的基础

§5.2.2彩色聚类分割算法

§5.2.3实验结果

§5.3基于K-L变换的彩色图像边缘提取

§5.3.1 K-L变换和I1I2I3特征空间

§5.3.2特征空间(I1,I2,I3)上的图像边缘检测

§5.3.3实验结果

§5.4基于区域生长和合并的彩色图像分割

§5.4.1算法简介

§5.4.2区域生长和合并的准则

§5.4.3区域生长和合并算法实现

§5.4.4实验结果

§5.5一种基于色调特征的彩色图像分割方法

§5.5.1 RGB-HSV彩色空间变换

§5.5.2基于信息熵的阈值分割法

§5.5.3模糊聚类

§5.5.4算法实现和实验

§5.5.5讨论

§5.6本章小结

第六章应用与展望

§6.1 60Si2Mn钢的定量金相分析对比

§6.1.1实验过程

§6.1.2实验方法

§6.1.3结果分析

§6.2总结与展望

附 图

参考文献

作者在读研期间发表的文章

致谢

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摘要

自20世纪60年代末第一台图像分析仪诞生以来,人们渐渐地走出传统的辛苦而又低效的人工金相分析,开始利用计算机来进行计算机辅助定量金相分析,因其与传统的人工金相分析相比具有处理速度快、数据精确可靠、实验结果的重现性好等一系列的优点,已经逐渐地取代传统的金相分析方法.不过,纵观这三、四十年计算机辅助定量金相分析的发展,国内大多是停留在黑白金相图像的处理上,即利用灰度来进行图像的处理和分析.随着对金相定量要求和精度的提高,这种基于灰度的黑白图像分析在许多定量金相的分析任务中已经显出有些无力.随着彩色图像处理技术的快速发展和计算机储存与处理能力的飞速提高,目前许多国家研究人员已经着手研究利用彩色金相图像来进行分析,因为其衬度鲜明、可分辨能力强等特点.本课题是南京东图数码科技公司(即原江南光学仪器厂的技术开发部门)的一个委托研究项目,在该公司提供的实验设备的基础上,建立一套彩色金相计算机辅助分析系统(CMAS-Color Metallography Image Compute-aided Analysis System).该系统集XJL-02立式显微镜、CCD摄像头、视频图像采集卡、计算机显示系统于一体,实现了从彩色金相图像记录、采集、预处理到特征参数测量、结果分析和打印等一系列功能.该系统针对彩色金相显微图像的特点,重点建立一系列适合金相应用的彩色图像处理方法作为CMAS系统的重要组成部分.这些方法包括彩色增强(色调/饱和度调整、亮度/对比度调整、多通道颜色调整),颜色变换(彩色图像灰度化、真彩色图像256色化),矢量滤波,和作重点研究的彩色图像分割(聚类法、阈值法、区域生长法、边缘提取).

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