[发明专利]膨胀型防火炭层SEM图像中发泡区域的识别方法

说明书

本发明公开了一种膨胀型防火炭层SEM图像中发泡区域的识别方法，包括：步骤A，对膨胀型防火炭层SEM图像进行分割，得到目标区域及背景区域；步骤B，提取红绿蓝三个颜色通道，将目标区域设置成设定的颜色，将背景区域设置成黑色，合成新的RGB图像；判断新的RGB图像是否满足要求，若是，则跳转至步骤C；若否，则跳转至步骤A并调整分割方法；步骤C，对目标区域进行标记，并计算目标区域的相关参数。本发明通过对象分割提取出了目标区域，使需要处理的区域与数值图像处理对象结合起来；通过颜色转换增强对图像细微变化分辨率的判断；定量计算膨胀型防火炭层SEM图像中的发泡情况，结合统计学对其进行统计分析，从而反映胀型防火炭层相关性能。

技术领域

本发明属于膨胀型防火涂料和数字图像交叉技术领域，特别涉及一种膨胀型防火炭层SEM图像中发泡区域的识别方法。

背景技术

在全世界范围内，火灾事故每年都造成重大的生命和财产损失，其中许多悲剧实际上在很大程度上是可以预防的。阻燃涂层的开发越来越受到人们的重视。膨胀型防火涂料是一种特殊配方的反应性材料，在发生火灾的时候能够膨胀形成隔绝火焰的发泡炭层保护底材。膨胀型防火涂层通常由成炭剂，脱水成炭催化剂，发泡剂和填料组成。这些成分分散在黏合剂中，像装饰涂料一样粘结在受保护的基材表面上。

目前，通过各种方法和仪器对膨胀型防火涂料进行了广泛的研究。热重分析法记录涂层的热降解过程；傅立叶变换红外光谱分析残留炭层的结构；X射线光电子能谱探究碳的含量和交联度；扫描电子显微镜(SEM)观察炭层的微观形貌。SEM是研究膨胀型防火涂层高温氧化燃烧后形成的膨胀炭层特征的有效方法。比如炭层中发泡大小和发布对其隔热性能有重要的影响。然而，直接通过扫描电镜获取的信息量很少。有人在研究膨胀蛭石对钢结构膨胀型防火涂层的影响时，提到了对SEM图像中发泡个数的统计，但由于处理过程不详细，难以确定其适应性。

因为显微图像容易受到人的主观判断的影响，所以在扫描电镜中存在人的主观因素干扰目标的确定。为了克服这些不足，原始的SEM图像经常转换成数字信号的形式进行进一步处理。因此，在过去的几十年里，数字图像处理已经成为SEM定量分析领域的热点。针对各种多孔结构的SEM图像，人们设计并实现了数字图像处理的技术和算法。随着数字图像处理技术的快速发展和广泛应用，一些开放的软件包，如ImageJ，可以方便地分析处理图像。但是，现有的方法仅能进行简单图像处理，不能处理诸如膨胀型防火炭层SEM图像中需要将图像分隔为多个目标区域和背景之类的问题，适用性差。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种膨胀型防火炭层SEM图像中发泡区域的识别方法，研究了膨胀型防火炭层在扫描电镜下的微观形貌，能够识别膨胀型防火炭层SEM图像中的发泡区域，进而实现定量地分析发泡区域对膨胀型防火炭层隔热和防火等性能的影响。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种膨胀型防火炭层SEM图像中发泡区域的识别方法，其特点是包括以下步骤：

步骤A，对扫描电镜拍摄的膨胀型防火炭层SEM图像进行分割，得到发泡区域对应的目标区域及炭层区域对应的背景区域；

步骤B，提取SEM图像中的红绿蓝三个颜色通道，将目标区域设置成设定的颜色，将背景区域设置成黑色，合成新的RGB图像；判断新的RGB图像是否满足要求，若是，则跳转至步骤C；若否，则跳转至步骤A并调整分割方法；

步骤C，对目标区域进行标记，并计算目标区域的相关参数。根据计算出的参数进一步分析膨胀型防火炭层的隔热和防火性能等。

作为一种优选方式，所述步骤A包括：

步骤A1，获得扫描电镜拍摄的SEM图像；

步骤A2，将SEM图像转换为灰度图像；