橡胶制品中碳黑含量等级分析方法

摘要

本发明提供一种用于橡胶制品中碳黑含量等级分析方法，其测量的不可靠性较目前的工艺方法要小，更准确地测定样品的性质，增强碳黑样品性质的确定性。本发明把橡胶样本经过刀片裁切后，通过分析仪扫描获得碳黑原始影像，进而减掉平均像素值，以标准影像为基准之碳黑分级，进而判断原始影像碳黑等级。本发明的碳黑自动识别方法，图形显示方便，具有丰富的图像处理能力，通过分析橡胶中碳黑徽粒图像，并进行碳黑含量等级统计分析，保障胶料质量和预侧成品性能，提高橡胶翻品的强度，改进胶料的工艺性能。

主权项

1、一种橡胶制品中碳黑含量等级分析方法，其特征在于，包括下述步骤：①、把橡胶样本经过刀片裁切后，通过分析仪扫描获得碳黑原始影像，开启碳黑粒子影像，观察橡胶样本裁切外表切面产生高低起伏的波动情况，其中波峰及波谷皆为团块的碳黑粒子，而藉由光源反射，便可利用波峰、波谷和水平面的高度差关系分辨出碳黑颗粒，进而减掉平均像素值；②、以标准影像为基准之碳黑分级，将高度差关系以像素差关系取代，先找出似为水平面的像素，将原始影像之总像素值和除以总像素数目而推导出一平均像素值，接着将影像中每一坐标上之原始像素值减去平均像素值，将结果取绝对值得到新灰阶值如，使得每一原始像素值与平均像素值的差值作为碳黑颗粒高度差衡量的标准；③、经过步骤②的计算可获得一新灰阶影像，提供后续影像分析使用，此时进行动态二值化，二值化区分碳黑粒子与非碳黑粒子，利用熵的概念，设T为最佳门坎值，即可利用T将影像分为C1背景和C2前景，在C1区的任一像素其灰阶值f(x，y)必满足0≤f(x，y)≤T，且C2区内的任一像素，其灰阶值f(x，y)必满足T+1≤f(x，y)≤MAXG，令C1区的百分比为W1，而C2区的百分比为W2，此处需满足1＝W1+W2而C2区的熵为：最佳门坎值T的决定需满足因此在[0，255]区间内，检查所有的灰阶值直到被满足，此时必会找到一个T，即为最佳门坎值；④、接着由所决定的动态门坎值对新灰阶影像作二值化，利用门坎值区隔出波峰以及波谷对水平面的像素差，以求得二值化后白色部分为碳黑粒子；⑤、进行计算碳黑粒子信息：针对步骤④处理后影像，推导各碳黑粒子之总像素数目、碳黑粒子个数、平均像素数目、平均直径、最大碳黑粒子像素数目、最大碳黑粒子直径及h值，目的为求出碳黑粒子的平均像素值差；进行分散度计算：即橡胶样本中碳黑粒子的分散情况，其中定义100为分散度百分之百，分散度愈高表碳黑粒子分布愈分散，分级度愈高；反之，分散度愈低碳黑分级愈低；⑥、依分散度及预设标准影像据以决定二值化门坎值：步骤③所算出的动态门坎值无法使灰阶影像二值化达到与碳黑分析仪分析之相似二值化影像，以预设多组标准影像代入此样本所推导之动态门坎值，据以计算分散度，由多组标准影像所求得之每一组分散度与此样本分散度比较选取出分散度最接近此样本的标准影像，而套用由标准影像调校出的最终门坎值；⑦、利用最终门坎值作二值化：据求得最终门坎值后，将原始碳黑粒子影像以此门坎值作二值化的标准，此步骤即为递归执行步骤②～步骤⑥，唯一改变的是将动态门坎值改成调校门坎值；⑧、藉由分散度值及碳黑粒子信息判断碳黑分级：计算出分散度以及碳黑粒子信息后，判断碳黑分级需由分散度为主以及碳黑粒子信息来调校，首先依照求出的分散度，以预设n组标准影像为参考，定义出1～n组分级范围，即分散度落于何组范围即为何组分级，由步骤⑤求出的碳黑粒子信息统计分析而得，针对每一项因子皆与其分级范围内的标准影像每一项粒子信息因子作相减求差值与原值的比例关系，再将此六项比例关系分别乘以不同的权重；⑨、最后将所求得的值相加除以总组数，再与预设的标准影像分级值作加减即求出最终的碳黑分级值，进而判断原始影像之ISO碳黑等级为1～n中的等级落点。