[发明专利]一种基于图像处理技术的过/亚共晶Al-Si合金变质分级方法

说明书

本发明公开了一种基于图像处理技术的过/亚共晶Al‑Si合金变质分级方法，具有如下步骤：依次通过统一尺寸、灰度化处理、滤波处理、自适应二值化处理、前景背景转化、滤波处理、填空洞处理和面积去噪点处理对图片进行处理，统计前景各连通域的面积总和作为前景面积，根据前景面积与处理后图片的面积的比值，把图片分为过共晶铝硅合金类或亚共晶铝硅合金类；对过/亚共晶铝硅合金类图片的原图进行变质分级。本发明通过对Al‑Si合金金相组织例如共晶体和初晶硅几何参数及分布等进行精确的形状描述和准确的像素级数字计量，以此作为分类分级标准从而能够极大提高在现实应用场景中的分级准确性和可靠度。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于图像处理技术的过/亚共晶Al-Si合金变质分级方法。

背景技术

铸造铝合金作为传统的金属材料，由于具有密度小、比强度高、热传导性高等特点，广泛应用于航空、航天、汽车、机械等行业，其中Al-Si合金又以优良的机械性能与铸造性能、良好的耐蚀性、耐磨性和耐热性能而占有很大比重。铸造Al-Si合金组织中存在粗大多边形初晶硅和长针状共晶硅，严重割裂合金基体，明显降低力学性能，尤其是降低塑性及耐磨性，还会使合金的切削加工性能变差。因此，改善共晶硅和初晶硅尺寸、形状是迫切需要解决的问题，解决这一问题的关键措施是变质，因此，对变质级别的判定是铝合金金相检测的重点。

目前对Al-Si合金变质程度的判别主要包括断口检查、金相法、热分析方法以及电导率法。科研和生产中一般采用美国铸造学会(AFS)提供的亚共晶Al-Si合金标准的5级变质级别金相图谱作为定性评判标准。然而，标准的变质级别金相图谱和铸造Al-Si合金的实际金相组织并不总是相似的。因此，这种定性判断的方法比较主观，同时容易在金相分析中引入人为误差。同时，传统的定量金相方法多采用人工计算，依靠实验人员根据经验剔除图像中不希望测量的对象，用肉眼进行观察计量，然后计算测量得到的结果，虽然具有简单、经济和直观的优点，但测量结果完全依赖于测量者的经验和主观判断，会产生大量的人为误差，而且效率极低，不能适应科学研究与生产的飞速发展。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种基于图像处理技术的过/亚共晶Al-Si合金变质分级方法。

本发明采用的技术手段如下：

一种基于图像处理技术的过/亚共晶Al-Si合金变质分级方法，具有如下步骤：

S1、图片分类：

依次通过统一尺寸、灰度化处理、滤波处理、自适应二值化处理、前景背景转化、滤波处理、填空洞处理和面积去噪点处理对图片进行处理，统计前景各连通域的面积总和作为前景面积，面积的计算方式是以处理后图片前景像素个数为基准进行量化，当前景面积与处理后图片的面积的比值大于0.2时，把图片分为过共晶铝硅合金类；当前景面积与处理后图片的面积的比值小于等于0.2时，把图片分为亚共晶铝硅合金类；

其中，前景背景转化的具体步骤为：

对自适应二值化处理后的图片的前景转化为白色；

填空洞处理的具体步骤为：

去除前景转化处理后得到的图片中白色前景中的小黑点杂质；

S2、图片变质分级；

对过共晶铝硅合金类图片的原图进行变质分级，具体步骤如下：

过共晶铝硅合金类图片的原图依次通过灰度化处理、自适应二值化处理、前景背景转化和图像腐蚀处理后采用形态学连通域的处理把针状共晶体去掉，只留下性征显著的初晶硅，填空洞处理后统计各初晶硅的等效直径并计算平均值，根据平均值的大小，并参考过共晶铝硅合金标准把过共晶铝硅合金类图片的原图进行变质分级，得到过共晶铝硅合金类图片的原图的变质级别；

对亚共晶铝硅合金类图片的原图进行变质分级，具体步骤如下：