專利名稱：一種測(cè)量散粒物料顆粒形狀參數(shù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量散粒物料顆粒形狀參數(shù)的方法，該方法利用數(shù)碼顯微鏡攝像
顆粒圖片，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件處理得到顆粒形狀參數(shù)信息。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種應(yīng)用軟件在測(cè)量領(lǐng)域得到了廣泛的普及和應(yīng)用，使得 各種繁瑣的、不精確的測(cè)量方法過(guò)時(shí)。在通常的測(cè)量散粒物料顆粒形狀參數(shù)的方法中，如人 工觀察記錄方式，比較繁瑣并且不精確；現(xiàn)有的圖像處理軟件也可以用于測(cè)量相應(yīng)的顆粒 形狀的參數(shù)，但并沒有針對(duì)顆粒形狀做相應(yīng)的特殊處理和優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種測(cè)量散粒物料顆粒形狀參數(shù)的方法，該方法精簡(jiǎn)了測(cè) 量散粒物料顆粒形狀參數(shù)的過(guò)程，提高了測(cè)量的精確度，測(cè)量的軟件是針對(duì)測(cè)量散粒物料 顆粒形狀參數(shù)而特殊處理和優(yōu)化的，便于高效地測(cè)量散粒物料顆粒形狀相關(guān)的各種參數(shù)信息。 為達(dá)到上述發(fā)明的目的，在一個(gè)由一臺(tái)數(shù)碼顯微鏡和一臺(tái)計(jì)算機(jī)組成的系統(tǒng)中， 并且數(shù)碼顯微鏡可攝lnm-lmm范圍顆粒的完整圖像以位圖格式存儲(chǔ)并傳輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算 機(jī)有至少一個(gè)處理器和至少有個(gè)存儲(chǔ)程序的存儲(chǔ)器，提供了一種測(cè)量散粒物料顆粒形狀參 數(shù)的方法和軟件，該方法包括從一臺(tái)數(shù)碼顯微鏡攝圖像存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)，并用軟件處理得到 相關(guān)顆粒形狀參數(shù)信息，然后存儲(chǔ)已備后用。超出大小范圍lnm lmm的顆粒，調(diào)節(jié)數(shù)碼顯 微鏡使之可攝像部分包括整個(gè)顆粒并取其圖像保存為位圖格式的圖像；用測(cè)量散粒物料顆 粒形狀參數(shù)的皿處理上述保存的位像得到相應(yīng)顆粒的形狀參數(shù)。
所述測(cè)量散粒物料顆粒形狀參數(shù)的軟件還采用了下列步驟 窗口的實(shí)現(xiàn)，具體通過(guò)調(diào)用系統(tǒng)的提供的或跨平臺(tái)的GUI接口 ，注冊(cè)窗口類設(shè)置 對(duì)應(yīng)的參數(shù)，創(chuàng)建菜單等。 圖象數(shù)據(jù)的讀入和顯示，根據(jù)圖像格式，依次讀取圖像頭信息和其圖像數(shù)據(jù)，再調(diào) 用系統(tǒng)提供的圖像數(shù)據(jù)顯示接口 ，顯示到顯示器。 圖象數(shù)據(jù)處理，用圖像處理方法提取出顆粒圖像本身含有的顆粒形狀參數(shù)信息， 具體先對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度化，再用現(xiàn)有的邊沿提取Ca皿y算法得到顆粒邊沿信息，再通 過(guò)邊沿信息，進(jìn)一步計(jì)算得到顆粒的圓度，進(jìn)而確定顆粒形狀參數(shù)。 處理數(shù)據(jù)后顯示顆粒形狀參數(shù)結(jié)果，對(duì)處理得到的參數(shù)，調(diào)用系統(tǒng)提供的對(duì)應(yīng)的 字符接口 ，直接在窗口的用戶區(qū)域顯示。 保存顆粒形狀參數(shù)的計(jì)算結(jié)果，可保存多個(gè)處理結(jié)果，對(duì)一副圖像中多個(gè)顆粒目
標(biāo)，進(jìn)行編號(hào)，創(chuàng)建ASCII文件對(duì)顆粒目標(biāo)依次存儲(chǔ)其編號(hào)、面積、形狀參數(shù)等。 本發(fā)明操作簡(jiǎn)單而精度較高，且運(yùn)行效率提高了。它主要應(yīng)用于各種需要通過(guò)測(cè)
量某種顆粒物料的形狀，來(lái)檢測(cè)其品質(zhì)的場(chǎng)合，可廣泛應(yīng)用于需測(cè)量散粒物料顆粒形狀參數(shù)的領(lǐng)域，特別是農(nóng)業(yè)、食品和醫(yī)藥行業(yè)應(yīng)用較多。


圖1為本發(fā)明涉及的信息流系統(tǒng)；
圖2為在本發(fā)明的圖像處理軟件的
圖3為在本發(fā)明的圖像處理軟件的
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明的信息流系統(tǒng)，由數(shù)碼顯微鏡、操作人員和計(jì)算機(jī)組成。數(shù)碼顯微鏡 完成顆粒圖像的采集并在操作人員的操作下傳輸位片給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)在操作人員的 操作下利用軟件完成顆粒形狀參數(shù)的測(cè)量。 圖2表示了本發(fā)明的圖像處理軟件的一級(jí)程序流程圖，其中程序入口為編譯連接 器做指定的程序名，窗口類的是實(shí)現(xiàn)和注冊(cè)是用操作系統(tǒng)提供的接口 ，定制本發(fā)明軟件的 圖形窗口 ，創(chuàng)建窗口和顯示也通過(guò)調(diào)用操作系統(tǒng)提供的接口實(shí)現(xiàn)在顯示屏幕上的顯示，在 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用時(shí)遇到錯(cuò)誤就程序轉(zhuǎn)到錯(cuò)誤處理，圖2中錯(cuò)誤處理判斷錯(cuò)誤信息來(lái)源實(shí)現(xiàn)程 序退出或繼續(xù)，這樣使得程序更具健壯性，進(jìn)入主消息循環(huán)是通過(guò)一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)的執(zhí)行，完 成對(duì)系統(tǒng)傳遞用戶消息給主程序，再根據(jù)用戶消息的判斷來(lái)完成相應(yīng)的打開圖像、圖像數(shù) 據(jù)處理、處理后圖像顯示結(jié)果、保存結(jié)果和退出程序，圖2主程序一級(jí)流程圖中打開圖像具 體可見圖3左，先由系統(tǒng)調(diào)用文件打開對(duì)話框來(lái)提示用戶輸入要處理的圖形文件的地址， 再用黑色清除內(nèi)存設(shè)備原來(lái)內(nèi)容，讀圖像文件頭，給全局變量附值.并設(shè)置Super VGA視頻 模式，逐行顯示位像；圖像數(shù)據(jù)的處理具體可見圖3右，圖3右中變灰階，具體就是設(shè)置 顯示器模式，創(chuàng)建新設(shè)備無(wú)關(guān)位圖文件并且設(shè)置它的調(diào)色表數(shù)據(jù)，判斷原圖像數(shù)據(jù)為8位 或24位分別按照紅分量30% ，綠分量59% ，藍(lán)分量11 %計(jì)算得到新的灰度值，最后顯示處 理后的圖像；圖3右中輪廓跟蹤通過(guò)計(jì)算圖像窗口的灰度分布直方圖，即統(tǒng)計(jì)每個(gè)灰度值 重復(fù)的次數(shù)，再利用大津法求兩值化閾值，單區(qū)域形成鏈碼表與線段表并且據(jù)此計(jì)算單區(qū) 域的面積和周長(zhǎng)進(jìn)而求出形狀因子然后顯示和記錄，鏈碼是用中心像素指向它的8個(gè)鄰點(diǎn) 的方向來(lái)定義的，取值0 7，按逆時(shí)針遞增，通過(guò)鏈碼表對(duì)圖像跟蹤，可以準(zhǔn)確地對(duì)圖像的 邊界進(jìn)行數(shù)字化描述，將區(qū)域中所有水平線段按掃描順序排列起來(lái)得到的端點(diǎn)表稱為線段 表，線段表的每一點(diǎn)由兩部分組成，偶數(shù)點(diǎn)表示左端點(diǎn)，奇數(shù)點(diǎn)表示右端點(diǎn)；圖2主程序一 級(jí)流程圖中處理數(shù)據(jù)后顯示結(jié)果，就是根據(jù)輪廓跟蹤后計(jì)算的顆粒周長(zhǎng)和面積，用周長(zhǎng)的 平方除以面積和4倍圓周率計(jì)算得到顆粒的形狀參數(shù)，然后用系統(tǒng)調(diào)用在窗口中顯示計(jì)算 結(jié)果列表；圖2主程序一級(jí)流程圖中保存結(jié)果，就是建立數(shù)據(jù)文件于文件系統(tǒng)，并寫入計(jì)算 的形狀參數(shù)結(jié)果。圖2主程序一級(jí)流程圖中退出程序提示用戶是否存儲(chǔ)處理結(jié)果后通過(guò)系 統(tǒng)調(diào)用正常結(jié)束執(zhí)行或進(jìn)入主消息循環(huán)。 根據(jù)本發(fā)明，操作人員通過(guò)利用數(shù)碼顯微鏡攝像再用計(jì)算機(jī)軟件處理來(lái)完成對(duì)顆 粒形狀參數(shù)的測(cè)量。結(jié)果，不僅測(cè)量的步驟簡(jiǎn)化了，而且精度提高了。此外，計(jì)算的軟件是 針對(duì)顆粒形狀參數(shù)的測(cè)量?jī)?yōu)化的，改進(jìn)了處理的速度，效率提高了 。
權(quán)利要求
一種測(cè)量散粒物料顆粒形狀參數(shù)的方法，該方法包括下列步驟將載玻片在1％～2％濃度的鹽酸中浸泡，除去表面雜物后用蒸餾水洗凈晾干備用；取樣所要測(cè)量散粒物料顆粒，該顆粒大小范圍應(yīng)該在1nm～1mm；其特征在于超出大小范圍1nm～1mm的顆粒，調(diào)節(jié)數(shù)碼顯微鏡使之可攝像部分包括整個(gè)顆粒并取其圖像保存為位圖格式的圖像；用測(cè)量散粒物料顆粒形狀參數(shù)的軟件處理上述保存的位像得到相應(yīng)顆粒的形狀參數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量散粒物料顆粒形狀參數(shù)的方法，其特征在于所述測(cè)量散 粒物料顆粒形狀參數(shù)的軟件還采用了下列步驟窗口的實(shí)現(xiàn)，具體通過(guò)調(diào)用系統(tǒng)的提供的或跨平臺(tái)的GUI接口 ，注冊(cè)窗口類設(shè)置對(duì)應(yīng) 的參數(shù)，創(chuàng)建菜單；圖象數(shù)據(jù)的讀入和顯示，根據(jù)圖像格式，依次讀取圖像頭信息和其圖像數(shù)據(jù)，再調(diào)用系 統(tǒng)提供的圖像數(shù)據(jù)顯示接口，顯示到顯示器；圖象數(shù)據(jù)處理，用圖像處理方法提取出顆粒圖像本身含有的顆粒形狀參數(shù)信息，具體 先對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度化，再用現(xiàn)有的邊沿提取Ca皿y算法得到顆粒邊沿信息，再通過(guò)邊 沿信息，進(jìn)一步計(jì)算得到顆粒的圓度，進(jìn)而確定顆粒形狀參數(shù)；處理數(shù)據(jù)后顯示顆粒形狀參數(shù)結(jié)果，對(duì)處理得到的參數(shù)，調(diào)用系統(tǒng)提供的對(duì)應(yīng)的字符 接口 ，直接在窗口的用戶區(qū)域顯示；保存顆粒形狀參數(shù)的計(jì)算結(jié)果，可保存多個(gè)處理結(jié)果，對(duì)一副圖像中多個(gè)顆粒目標(biāo)，進(jìn) 行編號(hào)，創(chuàng)建ASCI I文件對(duì)顆粒目標(biāo)依次存儲(chǔ)其編號(hào)、面積、形狀參數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量散粒物料顆粒形狀參數(shù)的方法，其特征在于硬件依賴 數(shù)碼顯微鏡和計(jì)算機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測(cè)量散粒物料顆粒形狀參數(shù)的方法，是一種通過(guò)應(yīng)用數(shù)碼顯微鏡和計(jì)算機(jī)測(cè)量散粒物料顆粒形狀參數(shù)的方法和軟件。數(shù)碼顯微鏡完成散粒顆粒物料圖像采集，計(jì)算機(jī)完成采集到的圖像的處理。該方法精簡(jiǎn)了測(cè)量散粒物料顆粒形狀參數(shù)的過(guò)程，提高了測(cè)量的精確度，測(cè)量的軟件是針對(duì)測(cè)量散粒物料顆粒形狀參數(shù)而特殊處理和優(yōu)化的，便于高效地測(cè)量散粒物料顆粒形狀相關(guān)的各種參數(shù)信息?？蓮V泛應(yīng)用于需測(cè)量散粒物料顆粒形狀參數(shù)的領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01N15/10GK101718674SQ20091021834
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者戈振揚(yáng), 郭潔 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)