設(shè)計了一種基于水平集與各項異性擴散的劃痕形狀尺寸自動測量方法,對光學(xué)顯微鏡下的劃痕測試圖像進行了分割與尺寸測量。在輪廓分割上利用基于距離正則化的水平集方法(DRLSE)來分割劃痕輪廓,使用各項異性擴散代替高斯濾波作為邊緣指示函數(shù)的去噪方法。通過人工設(shè)置初始水平集,演化得到完整的劃痕輪廓,再經(jīng)過亞像素調(diào)整得到輪廓坐標(biāo)。在劃痕形貌尺寸測量上,根據(jù)劃痕輪廓坐標(biāo)測量劃痕寬度分布與劃痕長度,并計算出劃痕平均寬度與劃痕面積。根據(jù)實驗討論了演化參數(shù)對測量值的影響,在最佳演化參數(shù)下,劃痕平均寬度與劃痕面積的相對測量誤差小于0.06%和0.1%。對不同劃痕圖像進行測量,并與人工分割及傳統(tǒng)DRLSE模型相比較。實驗結(jié)果表明,在輪廓分割上,該方法相比傳統(tǒng)DRLSE模型具有更好的分割效果。在劃痕平均寬度與劃痕面積的測量上,該方法也具有更高的精度與準(zhǔn)確度。

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圖2初始水平集

式中:c0為正整數(shù),為了便于計算在本文中設(shè)置c0=2。3實驗結(jié)果分析

圖1劃痕輪廓尺寸

A=∫lw(x)dx(1)圖1(a)為恒定載荷的劃痕圖像,加載力為14N,本文對恒定載荷劃痕使用劃痕平均寬度作為測量目標(biāo),由于劃痕兩端處的劃痕寬度收縮,不應(yīng)帶入劃痕平均寬度中計算,所以取劃痕中心處一定比例的劃痕長度區(qū)域lp來計算劃痕平均寬度wave,則wave可表示....

圖3劃痕形貌尺寸測量流程

劃痕形貌尺寸的自動測量主要是通過分割劃痕輪廓與自動計算輪廓尺寸兩個步驟來實現(xiàn),具體流程如圖3所示。1)劃痕輪廓的分割,首先以灰度模式讀取劃痕圖像,根據(jù)劃痕形狀人工確定初始水平集,確定水平集的演化參數(shù)、演化方向以及各向異性擴散方法的擴散門限,然后根據(jù)式(17)計算出邊緣指示函數(shù),最....

圖4恒定載荷分割結(jié)果比較

將本文方法與RSF模型[21]、傳統(tǒng)DRLSE模型[24]、活動輪廓模型[29]、CV模型[30]以及人工分割相對比,圖4所示為不同方法下恒定載荷的劃痕分割結(jié)果,加載力為14N,圖5所示為不同方法下漸進載荷的劃痕分割結(jié)果,起始載荷為5mN,終點載荷為20000mN。圖4(....

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