基于改進DBSCAN算法的金相圖像晶粒聚集檢測方法

周 潤，滕奇志

（四川大學 電子信息學院圖像信息研究所，成都610065）

0 引 言

金相組織的定量分析是為了更加準確的檢測材料的成分、顯微組織等特性。其中包括平均晶粒度、粗大晶粒尺寸及粒度分布等。結構均勻的硬質合金材料，其強度、壽命均優于含有較多粗大晶粒或晶粒聚集的材料。因此，在晶粒度分析過程中，需提取圖像中長徑超過6微米的粗大晶粒，以及3個以上晶粒聚集區域。由于不同成分的合金材料將會應用在不同環境中，而含有較多粗大晶粒或晶粒聚集的合金材料，在惡劣環境下將出現疲勞現象，進而發生危險事故。早期的晶粒聚集檢測工作是由專業人員目測聚集區域，并通過手動測量的方式進行。近年來，數字圖像處理技術雖已逐步應用在金相分析領域，但針對晶粒聚集檢測還沒有較好的提取方法。本文實驗中用到的金相圖像是在光學顯微鏡30x、75x物鏡下，由數字攝像頭拍攝所得。如圖1所示，一個視域的金相圖像需提取晶粒密度相對較高的區域，如圖1（c）中綠色標注區域。為提取目標區域，初步采用OTSU閾值分割算法分割出聚集區域，效果如圖1（b）所示。此時，聚集周圍有較多小型晶粒也被分割出來。進一步使用去噪算法剔除小型晶粒，效果如圖1（c）。由于去噪后聚集區域內部一些晶粒被當作噪聲剔除，無法較好的提取完整聚集區域。因此，上述方法不適用于晶粒聚集的檢測。

從圖像分析的角度看，聚集區域的晶粒坐標位置相對集中，因此考慮采用空間坐標聚類方法進行檢測。……