顆粒圖像處理儀的工作原理及其主要技術(shù)淺析

顆粒圖像處理儀將是一種將現(xiàn)代電子技術(shù)與光學(xué)顯微鏡相結(jié)合而成的一種粉體顆粒物性檢測儀器。用電子攝像機(jī)拍攝經(jīng)顯微鏡放大的顆粒圖像。圖像信號輸入計(jì)算機(jī)后，計(jì)算機(jī)自動進(jìn)行對顆粒進(jìn)行形貌特征和粒度進(jìn)行分析，給出測試報(bào)告。
顆粒圖像處理儀的基本原理是：
 

光學(xué)顯微鏡先將待測的微小顆粒放大，并成像在CCD攝像機(jī)的光敏面上；攝像機(jī)將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖片信息，然后傳輸并存儲在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里。
 

計(jì)算機(jī)對接收到的數(shù)字化了的顯微圖像信息進(jìn)行二值化處理，識別顆粒的輪廓。然后按照一定的等效模式，計(jì)算各個(gè)顆粒的粒徑、圓度等物理參數(shù)。一般而言，一幅圖像(即圖像儀的一個(gè)視場)包含幾個(gè)到上百個(gè)不等的顆粒。
 

圖像儀能自動計(jì)算視場內(nèi)所有的顆粒的粒徑，并統(tǒng)計(jì)，形成粒度報(bào)告、圓度報(bào)告等。當(dāng)已經(jīng)測到的顆粒數(shù)不夠多時(shí)，可以通過調(diào)整顯微鏡的載物臺，換到下一個(gè)視場，繼續(xù)測試并累計(jì)。
 

顆粒圖像分析儀主要的核心技術(shù)之一是顆粒圖像的二值化處理
 

數(shù)字?jǐn)z像機(jī)拍攝的顆粒圖像是由不同灰度的像素點(diǎn)陣構(gòu)成的。為獲得真實(shí)準(zhǔn)確的顆粒輪廓圖像，需要對圖像進(jìn)行二值化處理。將原始圖像轉(zhuǎn)化為顆粒輪廓邊緣閉合且不改變大小的黑白圖像。
 

圖像的二值化處理就是將圖像上的點(diǎn)的灰度置為0或255，也就是將整個(gè)圖像呈現(xiàn)出明顯的黑白效果。即將256個(gè)亮度等的灰度圖像通過適當(dāng)?shù)拈撝颠x取而獲得仍然可以反映圖像整體和局部特征的二值化圖像。
 

在數(shù)字圖像處理中，二值圖像占有非常重要的地位，特別是在實(shí)用的圖像處理中，以二值圖像處理實(shí)現(xiàn)而構(gòu)成的系統(tǒng)是很多的，要進(jìn)行二值圖像的處理與分析，先要把灰度圖像二值化，得到二值化圖像，這樣子有利于在對圖像做進(jìn)一步處理時(shí)，圖像的集合性質(zhì)只與像素值為0或255的點(diǎn)的位置有關(guān)，不再涉及像素的多值，使處理變得簡單，而且數(shù)據(jù)的處理和壓縮量小。
 

為了得到理想的二值圖像，一般采用封閉、連通的邊界定義不交疊的區(qū)域。所有灰度大于或等于閾值的像素被判定為屬于特定物體，其灰度值為255表示，否則這些像素點(diǎn)被排除在物體區(qū)域以外，灰度值為0，表示背景或者例外的物體區(qū)域。
 

如果某特定物體在內(nèi)部有均勻一致的灰度值，并且其處在一個(gè)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。
 

如果物體同背景的差別表現(xiàn)不在灰度值上(比如紋理不同)，可以將這個(gè)差別特征轉(zhuǎn)換為灰度的差別，然后利用閾值選取技術(shù)來分割該圖像。動態(tài)調(diào)節(jié)閾值實(shí)現(xiàn)圖像的二值化可動態(tài)觀察其分割圖像的具體結(jié)果。