[发明专利]基于二维数字图像连续孔径分布的计算方法

说明书

本发明公开了一种基于二维数字图像连续孔径分布的计算方法，能提高孔径测量的准确性，该方法包括以下步骤：S1，获取待测材料的原始数字图像，并对原始数字图像进行阈值分割以得到包括至少一个孔隙的二值图像，其中，原始数字图像为二维图像；S2，计算二值图像中每个孔隙内的每个像素点到该孔隙边界的欧氏距离；S3，提取到该孔隙边界的欧氏距离相等的像素点以在每个孔隙内构成至少一个封闭的等值线；S4，获取预设欧氏距离值，并将数值等于预设欧氏距离值的等值线向外扩展预设欧氏距离值以形成对应的扩展线；S5，计算所有扩展线中的圆弧所构成的弓形的总面积；S6，根据总面积计算孔径为预设欧氏距离值的孔隙的面积，以得到待测材料的连续孔径分布。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种基于二维数字图像连续孔径分布的计算方法。

背景技术

目前，主要通过物理压汞试验来确定试样内部的孔隙半径分布特征，通过压汞试验虽然能够得到连续孔径分布，但是相比于数字图像其只能得到最终的测试数据，不能够像图像处理可以得到直观和可视化的结果，同时如果样本中含有“墨水瓶型”等特殊孔隙，常规的压汞试验则会严重影响孔径测量的准确性。除此之外，压汞法通过较高的压力将汞压入试样内部，高压势必会破坏试样内部的孔隙结构，从而使得测试结果产生偏差，尤其是对于一些强度较低的试样，可能压汞法就彻底不能使用，而图像处理法则可以完全避免该问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决目前基于二维数字图像提取孔径分布时无法得到连续孔径分布、压汞实验难以避免特殊孔隙及较高汞压对测量准确性的影响的技术问题。为此，本发明的一个目的在于提出一种基于二维数字图像连续孔径分布的计算方法，能够方便有效且准确直观地表征待测材料的孔径分布，并能够避免“墨水瓶型”等特殊孔隙对测量结果的影响，大大提高孔径测量的准确性。

为达到上述目的，本发明实施例提出的基于二维数字图像连续孔径分布的计算方法，包括以下步骤：S1，获取待测材料的原始数字图像，并对所述原始数字图像进行阈值分割以得到包括至少一个孔隙的二值图像，其中，所述原始数字图像为二维图像；S2，计算所述二值图像中每个所述孔隙内的每个像素点到该孔隙边界的欧氏距离；S3，提取到该孔隙边界的欧氏距离相等的像素点以在每个所述孔隙内构成至少一个封闭的等值线；S4，获取预设欧氏距离值，并将数值等于所述预设欧氏距离值的等值线向外扩展所述预设欧氏距离值以形成对应的扩展线；S5，计算所有所述扩展线中的圆弧所构成的弓形的总面积；S6，根据所述总面积计算孔径为所述预设欧氏距离值的孔隙的面积，以得到所述待测材料的连续孔径分布。

根据本发明实施例的基于二维数字图像连续孔径分布的计算方法，通过获取孔隙的二值图像，并确定二值图像中每个孔隙内的每个像素点到孔隙边界的欧氏距离，以此得到孔隙内的等值线，然后以某一等值线为中心，向外扩展该等值线对应数值的距离，然后计算扩展后得到的圆弧所包含区域的面积，并据此计算得到连续孔径分布。由此，能够方便有效且准确直观地表征待测材料的孔径分布，并能够避免“墨水瓶型”等特殊孔隙对测量结果的影响，大大提高了孔径测量的准确性。

另外，根据本发明上述实施例提出的基于二维数字图像连续孔径分布的计算方法还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述步骤S6具体包括：S61，将所述预设欧氏距离值以预设增量为步长由0增大到所述步骤S2中计算得到的欧氏距离的最大值，并依次根据步骤S4-S5计算每个所述预设欧氏距离值对应的所述总面积；S62，确定第一预设欧氏距离值和第二预设欧氏距离值，其中，所述第二预设欧氏距离值由所述第一预设欧氏距离值增大所述预设增量得到；S63，计算所述第一预设欧氏距离值所对应的总面积与所述第二预设欧氏距离值所对应的总面积之差以得到孔径为所述第一预设欧氏距离值的孔隙的面积；S64，根据步骤S62-S63得到所述待测材料的连续孔径分布。

根据本发明的一个实施例，通过TEM、SEM或ESEM获取所述待测材料的原始数字图像。