基于原位动态SEM序列图像的含能材料脱湿点确定方法

摘要

本发明涉及基于原位动态扫描电镜序列图像的含能材料脱湿点确定方法。通过基于对含能材料原位动态拉伸所获取的连续SEM图像，运用数字图像处理的相关技术，得出图像微裂纹面积和应变的变化关系，为含能材料脱湿点的确定提供定量分析的手段。具体包括：扫描图像预处理；通过数字图像处理方法计算拉伸过程中图像微裂纹面积；提取图像中的颗粒，并通过序列图像中颗粒位置的变化得到图像的应变值；以微裂纹面积和应变值作为纵坐标和横坐标画出图像序列A的微裂纹面积‑应变曲线，得到微裂纹面积变化随应变的变化曲线，曲线所确定的拐点即为含能材料脱湿点。同现有技术相比：能够确定出含能材料损伤起始点，准确真实，识别效率高。

主权项

基于原位动态SEM序列图像的含能材料脱湿点确定方法，其特征在于：通过基于对含能材料原位动态拉伸所获取的连续SEM图像，运用数字图像处理的相关技术，得出图像微裂纹面积和应变的变化关系，为含能材料脱湿点的确定提供定量分析的手段，具体实现步骤如下：步骤1：扫描图像预处理对所获取的原始SEM图像序列A进行预处理：首先从原始图像中选取有效区域，去除与后面分析无关的区域，并将图像中有效区域的大小规定为2的n次方(n为正整数)；其次在每幅图像的垂直方向和水平方向选取标定点，以确保区域选取的精确性，将经处理后的SEM图像序列定为B；步骤2：针对图像序列B，通过数字图像处理方法计算拉伸过程中SEM图像微裂纹面积；步骤2.1进行高通滤波处理，使得微裂纹与基体和颗粒区分开；步骤2.2进一步对图像序列B进行二值化处理，使得微裂纹与基体和颗粒之间严格区别开来，使微裂纹像素值为0，含能颗粒像素值为1，得到图像序列B1；步骤2.3进一步对图像序列B1进行中值滤波处理，得到图像序列B2；步骤2.4统计图像序列B2中微裂纹像素个数得到微裂纹的面积；步骤2.5根据步骤2.4处理后的图像序列B2，计算B2中后续图像的微裂纹面积相对于B2中的第一幅图像微裂纹面积变化的比值；步骤3：针对图像序列B，提取图像中的颗粒，并通过序列图像中颗粒位置的变化得到图像的应变值；步骤3.1对图像序列B进行中值滤波处理，消除不属于微裂纹的颗粒边缘的孤立噪声，得到图像序列C；步骤3.2对图像序列C进行直方图均衡化增强图像对比度，得图像序列D；步骤3.3对图像序列D进行Ostu法阈值分割二值化图像，得图像序列E；步骤3.4对图像序列E进行形态学处理消除颗粒粘连，得图像序列F；步骤3.5求取颗粒标记，以得到形心的准确坐标；选取多对目标颗粒，通过求横坐标差的绝对值作为颗粒位移，通过求多组目标颗粒距离的平均值得到整个图像标距内的平均位移；步骤3.6利用平均位移计算得到图像的平均应变值；步骤4：分别以微裂纹面积和应变值作为纵坐标和横坐标画出图像序列A的微裂纹面积‑应变曲线，得到微裂纹面积变化随应变的变化曲线，曲线所确定的拐点即为含能材料脱湿点。