[发明专利]利用最大类间方差法计算凝胶能谱图化合物数量的方法

权利要求书

1.一种利用最大类间方差法计算凝胶能谱图化合物数量的方法，其特征在于，包括：

S11，获取被测样品的Q个元素的能谱图，其中被测样品包含有Q个元素，每个元素都得到一个能谱图；

S12，根据能谱图使用最大类间方差法求得各元素能谱图的转化阈值；

S13，以转化阈值作为分界点，将各元素的能谱图像转换为二值图像，得到元素二值图像；若Q＝1，则被测样品包含一个元素，执行步骤S14；若Q≥2，则被测样品则为化合物，执行步骤S15、S16；

S14，根据元素二值图像求得元素的数量；

S15，将所有的二值图像进行矩阵点乘，得到被测样品结果图像；

S16，将被测样品结果图像矩阵中所有化合物像素点求和即得被测样品的个数；

步骤S12包括：

S121，根据能谱图计算每个灰度值的概率，并分别计算能谱图中目标和背景的分布概率、分别计算能谱图中目标和背景的平均灰度值，分别计算能谱图中目标和背景的方差；

S122，计算能谱图中目标和背景的类间方差；

S123，将类间方差值最大时对应的灰度值作为转化阈值；

最大类间方差法的假设是存在转化阈值TH将能谱图所有像素分为背景C1和目标C2，其中背景C1的像素的灰度等级值小于转化阈值TH，目标C2的像素的灰度等级值大于等于转化阈值TH，则这两类像素各自的平均灰度值分别为m1、m2，能谱图的图像全局灰度值为mG，同时能谱图所有像素被分为背景C1和目标C2的分布概率分别为p1、p2，因此就有：

p1*m1+p2*m2＝mG                 (1)

p1+p2＝1                    (2)

根据方差的概念，类间方差表达式为：

σ²＝p1(m1-mG)²+p2(m2-mG)²           (3)

将式(1)代入式(3)，以对式(3)进行简化，可得：

σ²＝p1p2(m1-m2)²           (4)

求能使得式(4)最大化的灰度级k作为最大类间方差法的转化阈值TH；

根据能谱图计算每个灰度值的概率的公式为：

计算能谱图中背景的分布概率p1和目标的分布概率p2的公式分别为：

其中，i为图像中的灰度值，L为图像中灰度等级，灰度图像中取值为256，n_i是灰度等级值为i的像素个数，N为图像中总体像素个数，p_i就是灰度等级值为i的概率；

按照公式(1)-(9)，遍历0-255个灰度级，求出使式(4)最大的k即为最大类间方差法的转化阈值TH。

2.根据权利要求1所述的利用最大类间方差法计算凝胶能谱图化合物数量的方法，其特征在于，Q＝2，所述被测样品为FeS复合材料，FeS复合材料中包含S元素和Fe元素。

3.根据权利要求1所述的利用最大类间方差法计算凝胶能谱图化合物数量的方法，其特征在于，步骤S11包括；

使用扫描电镜对被测样品进行面扫描，得到被测样品中的元素的能谱图。