JPH0380258B2 - - Google Patents
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- JPH0380258B2 JPH0380258B2 JP58250301A JP25030183A JPH0380258B2 JP H0380258 B2 JPH0380258 B2 JP H0380258B2 JP 58250301 A JP58250301 A JP 58250301A JP 25030183 A JP25030183 A JP 25030183A JP H0380258 B2 JPH0380258 B2 JP H0380258B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1468—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は画像処理により結晶の粒径および第２
相分率を測定可能な粒径および第２相分率の測定
装置に関するものである。
相分率を測定可能な粒径および第２相分率の測定
装置に関するものである。
従来、フエライト粒径、オーステナイト粒径、
第２相分率などを測定するには、粒度番号が既知
の標準試料と対象金属組織とを比較する比較法が
広く使用されていた。しかしながら上述した比較
法においては、被測定試料と標準試料との形状の
相異や分布の相異などから概略の測定はできるが
精度よい測定は不可能であつた。
第２相分率などを測定するには、粒度番号が既知
の標準試料と対象金属組織とを比較する比較法が
広く使用されていた。しかしながら上述した比較
法においては、被測定試料と標準試料との形状の
相異や分布の相異などから概略の測定はできるが
精度よい測定は不可能であつた。
また、被測定試料の顕微鏡写真をとり、粒界を
人為的にトレースしたリプラニメータを利用した
りして個々の粒および第２相成分部分の面積を測
定すれば正確な値が求められるが、これらの方法
は多くの労力を要するわりには得られる結果が少
なく非能率的であつた。第２相成分とは、フエラ
イト又はオーステナイト以外の部分たとえばパー
ライト等の部分をいう。
人為的にトレースしたリプラニメータを利用した
りして個々の粒および第２相成分部分の面積を測
定すれば正確な値が求められるが、これらの方法
は多くの労力を要するわりには得られる結果が少
なく非能率的であつた。第２相成分とは、フエラ
イト又はオーステナイト以外の部分たとえばパー
ライト等の部分をいう。
第１図は従来の粒径および第２相分率を測定可
能な自動画像解析装置の構成を示す線図である。
第１図において、試料の顕微鏡写真または試料の
顕微鏡像をテレビカメラ等の面走査型画像入力装
置を用いて解析装置にとりこみ、そのまま二値化
処理をした後、自動的に粒径および第２相分率を
測定している。しかしながら、上述した自動解析
装置では、ナイタール腐食などで試料の粒界を現
出させる際に腐食が薄かつた粒界や研摩傷などを
正しく判別することができず、測定精度や信頼性
の点で問題があつた。これは、原画像をそのまま
二値化している点に最大の原因があつた。すなわ
ち、画像を解析装置へ入力する際、すでにかなり
の粒界情報が失われたりノイズが混入したりする
ので、そのまま画像を二値化して解析したのでは
測定値に問題が残るためである。
能な自動画像解析装置の構成を示す線図である。
第１図において、試料の顕微鏡写真または試料の
顕微鏡像をテレビカメラ等の面走査型画像入力装
置を用いて解析装置にとりこみ、そのまま二値化
処理をした後、自動的に粒径および第２相分率を
測定している。しかしながら、上述した自動解析
装置では、ナイタール腐食などで試料の粒界を現
出させる際に腐食が薄かつた粒界や研摩傷などを
正しく判別することができず、測定精度や信頼性
の点で問題があつた。これは、原画像をそのまま
二値化している点に最大の原因があつた。すなわ
ち、画像を解析装置へ入力する際、すでにかなり
の粒界情報が失われたりノイズが混入したりする
ので、そのまま画像を二値化して解析したのでは
測定値に問題が残るためである。
本発明の目的は上述した不具合を解決し、線要
素の強調、粒界の連結などの画像処理を行うこと
により、高い精度と再現性をもつて結晶の粒径お
よび第２相分率を測定可能な粒径および第２相分
率の測定装置を提供しようとするものである。
素の強調、粒界の連結などの画像処理を行うこと
により、高い精度と再現性をもつて結晶の粒径お
よび第２相分率を測定可能な粒径および第２相分
率の測定装置を提供しようとするものである。
本発明の粒径および第２相分率の測定装置は、
金属組織を観察する顕微鏡と、この顕微鏡に接続
され、金属組織像を撮像してアナログ画像情報を
出力する撮像機と、この撮像機からのアナログ画
像情報を灰調レベルのデジタル画像情報に変換す
るアナログ／デジタル変換部と、このアナログ／
デジタル変換部で変換されたデジタル画像情報に
線要素抽出フイルター処理を施すことにより粒界
部分を強調する画像処理部と、画像処理部から得
られた画像を予め設定されたしきい値と比較する
ことにより金属組織画像中から第２相部分および
粒界部分を二値化した画像より線状部分を抽出し
て粒界とし、抽出された粒界部分のうち結晶粒界
が閉じていない部分は線状部分を延長して、すべ
ての結晶粒界が閉じた状態になるように補正した
画像情報を求める演算処理部と、演算処理部で得
られた画像情報中の粒界位置および第２相位置の
座標から粒径および第２相分率を測定する定量処
理部とからなることを特徴とするものである。
金属組織を観察する顕微鏡と、この顕微鏡に接続
され、金属組織像を撮像してアナログ画像情報を
出力する撮像機と、この撮像機からのアナログ画
像情報を灰調レベルのデジタル画像情報に変換す
るアナログ／デジタル変換部と、このアナログ／
デジタル変換部で変換されたデジタル画像情報に
線要素抽出フイルター処理を施すことにより粒界
部分を強調する画像処理部と、画像処理部から得
られた画像を予め設定されたしきい値と比較する
ことにより金属組織画像中から第２相部分および
粒界部分を二値化した画像より線状部分を抽出し
て粒界とし、抽出された粒界部分のうち結晶粒界
が閉じていない部分は線状部分を延長して、すべ
ての結晶粒界が閉じた状態になるように補正した
画像情報を求める演算処理部と、演算処理部で得
られた画像情報中の粒界位置および第２相位置の
座標から粒径および第２相分率を測定する定量処
理部とからなることを特徴とするものである。
第２図は本発明の粒径および第２相分率の測定
装置の一実施例を示す線図である。第２図におい
て、ナイタール腐食液あるいはピクリン酸腐食液
などで現出させた測定試料の組織は、顕微鏡１に
接続された撮像機２により光学画像情報として読
み出され、Ａ／Ｄ変換器３に供給される。Ａ／Ｄ
変換器３に供給された光学画像情報は、１画面が
例えば512×512画素よりなり、各画素が64灰調以
上好ましくは256灰調をもつデジタル画像情報に
変換される。ここで灰調レベルとは画像の黒から
白に到る灰色の色調を絶対値化したもので、256
灰調とは黒と白の間の色調を黒を０、白を255と
して256等分したものである。デジタル画像情報
は線要素強調処理部４中に設けられたフレームメ
モリよりなる灰調画像メモリへ記憶される。
装置の一実施例を示す線図である。第２図におい
て、ナイタール腐食液あるいはピクリン酸腐食液
などで現出させた測定試料の組織は、顕微鏡１に
接続された撮像機２により光学画像情報として読
み出され、Ａ／Ｄ変換器３に供給される。Ａ／Ｄ
変換器３に供給された光学画像情報は、１画面が
例えば512×512画素よりなり、各画素が64灰調以
上好ましくは256灰調をもつデジタル画像情報に
変換される。ここで灰調レベルとは画像の黒から
白に到る灰色の色調を絶対値化したもので、256
灰調とは黒と白の間の色調を黒を０、白を255と
して256等分したものである。デジタル画像情報
は線要素強調処理部４中に設けられたフレームメ
モリよりなる灰調画像メモリへ記憶される。
次に、線要素強調処理部４においては、灰調画
像メモリに記憶された画像に対して以下の原理に
基づいて線要素強調処理を行なう。まず、灰調画
像メモリに記憶された画像の各画素に対して、そ
の画素を中心とした近傍の例えば５×５画素より
なる第３図に示す線要素強調フイルターを作り、
以下に示すような中心画素を通る４方向の直線上
に位置する画素の灰調レベル値の平均A1〜A4と
フイルター内の画素の総平均値Aaを算出する。
なお、第３図中aijは各画素の灰調レベルを表わし
ている。
像メモリに記憶された画像に対して以下の原理に
基づいて線要素強調処理を行なう。まず、灰調画
像メモリに記憶された画像の各画素に対して、そ
の画素を中心とした近傍の例えば５×５画素より
なる第３図に示す線要素強調フイルターを作り、
以下に示すような中心画素を通る４方向の直線上
に位置する画素の灰調レベル値の平均A1〜A4と
フイルター内の画素の総平均値Aaを算出する。
なお、第３図中aijは各画素の灰調レベルを表わし
ている。
A1＝１／５（a31＋a32＋a33＋a34＋a35）
A2＝１／５（a13＋a23＋a33＋a43＋a53）
A3＝１／５（a11＋a22＋a33＋a44＋a55）
A4＝１／５（a51＋a42＋a33＋a24＋a15）
Aa＝１／25（5
〓i=1
5
〓j=1
aij）
次に、求めたA1〜A5の中から最小値Aminを抽
出し、この最小値Aminと総平均値Aaを比較して
その差が予め設定したしきい値よりも大きいとき
は最小値Aminを、小さいときは総平均値Aaを対
象画素の新しい灰調レベルとして与える。上述し
た操作を灰調画像メモリの全画素に対して行え
ば、線要素を強調した画像情報を得ることができ
る。なお、この処理はデジタル値の加算と除算お
よび大小比較であり、処理速度の点および同様な
処理の繰り返しである点からいつて、専用の電子
回路で構成するのが望ましい。
出し、この最小値Aminと総平均値Aaを比較して
その差が予め設定したしきい値よりも大きいとき
は最小値Aminを、小さいときは総平均値Aaを対
象画素の新しい灰調レベルとして与える。上述し
た操作を灰調画像メモリの全画素に対して行え
ば、線要素を強調した画像情報を得ることができ
る。なお、この処理はデジタル値の加算と除算お
よび大小比較であり、処理速度の点および同様な
処理の繰り返しである点からいつて、専用の電子
回路で構成するのが望ましい。
上述した方法で線要素を強調した画像情報は二
値化処理部５に供給され、予め設定してあるしき
い値によつて二値化処理を行い、粒界部分および
第２相部分のみを抽出する。二値化処理後の画像
情報は演算処理部６中に設けられたフレームメモ
リよりなる二値化画像メモリに記憶される。二値
化画像メモリ中の各画素は、粒界部分および第２
相部分が１、結晶の他の部分が０として記憶され
ている。
値化処理部５に供給され、予め設定してあるしき
い値によつて二値化処理を行い、粒界部分および
第２相部分のみを抽出する。二値化処理後の画像
情報は演算処理部６中に設けられたフレームメモ
リよりなる二値化画像メモリに記憶される。二値
化画像メモリ中の各画素は、粒界部分および第２
相部分が１、結晶の他の部分が０として記憶され
ている。
二値化処理された画像情報は、演算処理部６に
おいて粒界情報の補充処理を行われる。すなわ
ち、二値化画像メモリ中の画像に対して、(1)他と
連結していない独立の線状でない小領域は信号ノ
イズとして除去する、(2)フエライト又はオーステ
ナイト以外の部分たとえばパーライト等の部分を
線状領域とし、線状の領域で閉じていないもの
は、その先端の近傍点において距離の２乗に反比
例し、線の方向への方向余弦に比例する評価関数
が最大となる一点まで線を延長する、という２つ
の処理を行うことによりすべての結晶粒界が閉じ
た線状領域で表現できる。
おいて粒界情報の補充処理を行われる。すなわ
ち、二値化画像メモリ中の画像に対して、(1)他と
連結していない独立の線状でない小領域は信号ノ
イズとして除去する、(2)フエライト又はオーステ
ナイト以外の部分たとえばパーライト等の部分を
線状領域とし、線状の領域で閉じていないもの
は、その先端の近傍点において距離の２乗に反比
例し、線の方向への方向余弦に比例する評価関数
が最大となる一点まで線を延長する、という２つ
の処理を行うことによりすべての結晶粒界が閉じ
た線状領域で表現できる。
以下、上述した処理で使用する結合点の検出と
結合点の連結方法について詳述する。まず、補充
すべき粒界の端点を検出するために、第４図Ａ，
Ｂに示す２通りの場合について結合点を定義す
る。図中白丸が結合点となる。第４図Ａに示す例
では連結画素を追跡したときの端点を結合点と定
義している。第４図Ｂに示す例では、連結する画
素が２方向または１方向で途中で分枝している場
合に各方向の連結画素を追跡したときの突起部
を、図中∠ABCが一定の角度以下であるときに
結合点と定義する。次に結合点の連結方法は、第
５図Ａ，Ｂに示すように各結合点Ａに対してある
領域内に存在する結合点Ｂまたは粒界点Ｃに対し
て以下に述べる評価関数F1またはF2を求める。
結合点の連結方法について詳述する。まず、補充
すべき粒界の端点を検出するために、第４図Ａ，
Ｂに示す２通りの場合について結合点を定義す
る。図中白丸が結合点となる。第４図Ａに示す例
では連結画素を追跡したときの端点を結合点と定
義している。第４図Ｂに示す例では、連結する画
素が２方向または１方向で途中で分枝している場
合に各方向の連結画素を追跡したときの突起部
を、図中∠ABCが一定の角度以下であるときに
結合点と定義する。次に結合点の連結方法は、第
５図Ａ，Ｂに示すように各結合点Ａに対してある
領域内に存在する結合点Ｂまたは粒界点Ｃに対し
て以下に述べる評価関数F1またはF2を求める。
(1) 結合点Ａ，Ｂ間の評価関数（第５図Ａ）
F1＝cosθ1・cosθ2／L2
ただし線分Ａ，Ｂが他の粒界と交わるときは
F1＝０とする。
F1＝０とする。
(2) 結合点Ａと粒界点Ｃの評価関数（第５図Ｂ）
F2＝ａ・（cos2θ3）2／L2
ただし−π／４≦θ≦π／４、ａ＝１／２。
ここで、その評価関数F1、F2が最大となる結
合点Ｂ、粒界点Ｃを求め、F1≧F2ならばその最
大となる結合点Ｂと結合点Ａを結び、F1＜F2な
らばその最大となる粒界点Ｃと結合点Ａを結ぶ。
以上述べた方法により、画像をすべての領域が閉
じた線状領域で表現できる。
合点Ｂ、粒界点Ｃを求め、F1≧F2ならばその最
大となる結合点Ｂと結合点Ａを結び、F1＜F2な
らばその最大となる粒界点Ｃと結合点Ａを結ぶ。
以上述べた方法により、画像をすべての領域が閉
じた線状領域で表現できる。
上述した方法によつて粒界情報の補充処理を行
つた画像情報は、定量処理部７に供給され、その
粒界位置および第２相位置の座標から粒径および
第２相分率を求めている。このとき第２相分率を
求めるには線の連結処理は不要であり、線要素強
調後の二値化によつて抽出された第２相部分を、
予め設定した面積より大きいといつた判定条件の
もとに測定することによつて、第２相部分のみの
面積測定を行い全面積との比を求めることによつ
て第２相分率を求めている。
つた画像情報は、定量処理部７に供給され、その
粒界位置および第２相位置の座標から粒径および
第２相分率を求めている。このとき第２相分率を
求めるには線の連結処理は不要であり、線要素強
調後の二値化によつて抽出された第２相部分を、
予め設定した面積より大きいといつた判定条件の
もとに測定することによつて、第２相部分のみの
面積測定を行い全面積との比を求めることによつ
て第２相分率を求めている。
以下実際の処理結果について説明する。第６図
は鉄鋼材料をナイタール腐食液で腐食したフエラ
イト・パーライト組織の金属組織像を示す図であ
る。第７図は、第６図に示した金属組織像を従来
法の二値化のみによつて粒界を抽出した処理結果
を示す図である。第７図に示す例では、粒界の不
連続や傷、錆などに基づくノイズが見られる。第
８図は第６図に示した金属組織像を本発明装置を
用いて線要素強調後二値化処理および線連結処理
を行つた結果を示す図である。第８図に示す例で
は第７図に示す従来の装置による例に比べて結晶
粒径をより正確に求めることができることが明ら
かである。
は鉄鋼材料をナイタール腐食液で腐食したフエラ
イト・パーライト組織の金属組織像を示す図であ
る。第７図は、第６図に示した金属組織像を従来
法の二値化のみによつて粒界を抽出した処理結果
を示す図である。第７図に示す例では、粒界の不
連続や傷、錆などに基づくノイズが見られる。第
８図は第６図に示した金属組織像を本発明装置を
用いて線要素強調後二値化処理および線連結処理
を行つた結果を示す図である。第８図に示す例で
は第７図に示す従来の装置による例に比べて結晶
粒径をより正確に求めることができることが明ら
かである。
上述した実施例においては顕微鏡像を撮像機に
より撮像して画像情報を求めていたが、他の画像
入力装置を使用することも可能であるし、さらに
データ処理装置などを本発明装置に連結すること
も可能である。
より撮像して画像情報を求めていたが、他の画像
入力装置を使用することも可能であるし、さらに
データ処理装置などを本発明装置に連結すること
も可能である。
以上詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明の粒経および第２相分率の測定装置に
よれば、画像情報中の線要素を強調することによ
り研磨傷や錆等によるノイズを除去し、さらに線
要素を強調した画像信号に対して粒界の連結処理
を行なつているので、従来装置に比べて結晶粒径
をより正確に測定できそのため高い精度と再現性
をもつて結晶の粒径および第２相分率の測定を行
うことができる。
に、本発明の粒経および第２相分率の測定装置に
よれば、画像情報中の線要素を強調することによ
り研磨傷や錆等によるノイズを除去し、さらに線
要素を強調した画像信号に対して粒界の連結処理
を行なつているので、従来装置に比べて結晶粒径
をより正確に測定できそのため高い精度と再現性
をもつて結晶の粒径および第２相分率の測定を行
うことができる。
第１図は従来の粒径および第２相分率を測定可
能な自動画像解析装置の構成を示す線図、第２図
は本発明の粒径および第２相分率の測定装置の一
実施例を示す線図、第３図は線強調フイルターを
示す線図、第４図ＡおよびＢは境界情報の補充処
理で使用する結合点を説明するための線図、第５
図ＡおよびＢは結合点の連結方法を説明するため
の線図、第６図はフエライト・パーライト組織の
金属組織像を示す図、第７図は第６図に示した金
属組織像を従来法の二値化のみによつて粒界を抽
出した処理結果を示す図、第８図は第６図に示し
た金属組織像を本発明装置を用いて線要素強調後
二値化処理および線連結処理を行つた結果を示す
図である。 １……顕微鏡、２……撮像機、３……Ａ／Ｄ変
換部、４……画像処理部、５……二値化処理部、
６……演算処理部、７……定量処理部。
能な自動画像解析装置の構成を示す線図、第２図
は本発明の粒径および第２相分率の測定装置の一
実施例を示す線図、第３図は線強調フイルターを
示す線図、第４図ＡおよびＢは境界情報の補充処
理で使用する結合点を説明するための線図、第５
図ＡおよびＢは結合点の連結方法を説明するため
の線図、第６図はフエライト・パーライト組織の
金属組織像を示す図、第７図は第６図に示した金
属組織像を従来法の二値化のみによつて粒界を抽
出した処理結果を示す図、第８図は第６図に示し
た金属組織像を本発明装置を用いて線要素強調後
二値化処理および線連結処理を行つた結果を示す
図である。 １……顕微鏡、２……撮像機、３……Ａ／Ｄ変
換部、４……画像処理部、５……二値化処理部、
６……演算処理部、７……定量処理部。
Claims (1)
- １ 金属組織を観察する顕微鏡と、この顕微鏡に
接続され、金属組織像を撮像してアナログ画像情
報を出力する撮像機と、この撮像機からのアナロ
グ画像情報を灰調レベルのデジタル画像情報に変
換するアナログ／デジタル変換部と、このアナロ
グ／デジタル変換部で変換されたデジタル画像情
報に線要素抽出フイルター処理を施すことにより
粒界部分を強調する画像処理部と、画像処理部か
ら得られた画像を予め設定されたしきい値と比較
することにより金属組織画像中から第２相部分お
よび粒界部分を抽出する二値化処理部と、二値化
処理した画像より線状部分を抽出して粒界とし、
抽出された粒界部分のうち結晶粒界が閉じていな
い部分は線状部分を延長して、すべての結晶粒界
が閉じた状態になるように補正した画像情報を求
める演算処理部と、演算処理部で得られた画像情
報中の粒界位置および第２相位置の座標から粒径
および第２相分率を測定する定量処理部とからな
ることを特徴とする粒径および第２相分率の測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58250301A JPS60143769A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 粒径および第２相分率の測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58250301A JPS60143769A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 粒径および第２相分率の測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60143769A JPS60143769A (ja) | 1985-07-30 |
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Family
ID=17205867
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|---|---|---|---|---|
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-
1983
- 1983-12-29 JP JP58250301A patent/JPS60143769A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Also Published As
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| JPS60143769A (ja) | 1985-07-30 |
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