基于显微成像的图像灰度测量颗粒粒径的方法

摘要

本发明提供一种基于显微成像的图像灰度测量颗粒粒径的方法，该方法在显微镜上拍摄离散的标准尺寸颗粒图像，然后沿x或者y方向测量颗粒边缘的灰度分布曲线与背景灰度水平线的交点的间距，逐行/逐列扫描间距，最大值为该方向上测量的图像直径。沿z方向扫描不同离焦区域，测量颗粒离焦成像时的图像直径，最小的图像直径为颗粒在显微图像上的等效直径。采用测量等效直径的方法，测量一系列尺寸标准颗粒的等效直径，建立颗粒等效直径和真实直径的特征曲线，该曲线表征了拍摄显微图片仪器的测量颗粒的特性。对尺寸落在特征曲线范围内的待测颗粒，直接测量其等效直径，根据特征曲线即可精确地得到未知颗粒的真实直径。

主权项

一种基于显微成像的图像灰度测量颗粒粒径的方法，其特征在于：该方法的步骤如下：步骤1.将样品稀释为稀溶液，在光学显微镜下采用视频相机观察视场，保持在相机成像视场中样品中的微粒为分散状态，调节颗粒成像的轴向位置，拍摄在离焦下颗粒的显微图像；采用光学显微镜的60倍物镜观察，找到待测颗粒图像，用CCD相机记录图片信息；步骤2.对颗粒所在区域的灰度矩阵逐行扫描，将灰度分布最高的双峰间距记录下来，其中最大的间距所对应的行序号为颗粒在x方向的中心，对颗粒所在区域的灰度矩阵逐列扫描，同样的原理找双峰间距的最大值，记录所对应的列序列为y方向的中心，即确定颗粒的中心位置；步骤3.围绕颗粒中心，分别沿x和y方向选取小范围，选取某一点过颗粒图像的线作出灰度分布，测量该选取某一点过颗粒图像的线作出的灰度分布曲线与图像的灰度背景直线相交点的间距，由于颗粒成像灰度分布范围内必然存在两个及两个以上的交点，选取靠近衍射环边沿的两个交点，间距最大值为颗粒在该方向上颗粒的图像直径D_i；对逐行扫描范围内所有这样的间距找出最大值，这个值为颗粒为x方向检测的图像直径D_ix，对颗粒成像区域逐列扫描灰度分布，采用同样判断标准测量出颗粒沿y方向检测的图像直径D_iy，圆形颗粒直径范围为D_ix～D_iy，它们的平均值为被检颗粒的图像直径D_i；步骤4.按步骤2和步骤3分析颗粒沿轴向离焦即z方向时图像灰度，测量z方向不同位置时颗粒的图像直径，用这一系列图像直径中最小值为颗粒的等效直径D_e；步骤5.拍摄一系列已知直径D_s的颗粒图像，用步骤2‑4检测它们对应的D_e，将直径比例D_e/D_s与D_s进行曲线拟合，该曲线为此成像系统检测颗粒直径的特征曲线；步骤6.拍摄不同z方向位置的待测样品颗粒的显微图像，测量颗粒的等效直径，通过查找系统的特征曲线得出真实直径。