基于分形理论的铸造铝合金金相组织缺陷识别与分类研究

发布时间：2016-11-22 19:26

  本文关键词：基于分形理论的铸造铝合金金相组织缺陷识别与分类研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《湖南大学》 2014年

基于分形理论的铸造铝合金金相组织缺陷识别与分类研究

周雨蓉  

【摘要】：铝合金材料是金属材料中使用量较大的一种材料，随着材料工程的迅猛发展，对金属材料的要求越来越高，需求量也越来越大。但是，因材料缺陷问题引发的重特大事故屡屡发生，给我们带来了巨大损失，同时也严重威胁着人民群众的生命安全。金相分析是对金属进行研究和性能测试的重要手段，利用计算机图像处理技术可以对金相缺陷进行识别和分类，避免了人工分析的效率低、劳动强度大、重现性差等缺点。 本文以铸造铝合金金相图像为研究对象，搭配一系列的数字图像处理技术对金相图像进行特征提取和分类。为了提高金相分析的精度和计算速度，针对铸造铝合金缺陷图像的特点，研究和改进了相关图像处理方法，实现了缺陷图像的正确分类。 本文的主要研究内容如下。 (1)通过各向异性扩散滤波技术对采集来的金相图像进行预处理，去除噪声并保留特征边界，在对原图进行增强的同时对亮度不均匀现象进行了校正，为分割提供良好的图像依据。 (2)提出一种改进的图像分割算法对缺陷图像进行分割，在基于一维Otsu分割方法中引入Renyi熵分割法，使分割的目标函数不仅在类间方差达到最大，而且使图像的Renyi熵达到最大，经过实验比较，证明了改进的Otsu分割效果的有效性。 (3)对分割后的图像进行特征参数提取，将分形理论运用到金相缺陷图像的特征量提取中。主要采用了分形理论中广泛使用盒维数描述缺陷特征，首先对分割后的图像进行二次提取，然后提取出面积、紧凑度、不规则度、不变矩和分维等参数，作为图像识别和分类的数据。 (4)对提取到的数据，先利用PCA对多维数据降维，然后利用FCM进行模糊聚类分析，得到划分之后的模糊隶属矩阵。对经过模糊聚类识别后的数据，通过SVM分类器对数据进行训练和分类，通过实验得到缺陷的分类结果。 最后，对本文的工作进行了总结，并对今后的研究方向进行了展望。

【关键词】：
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP391.41;TG115.21
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王凯旋;曾卫东;邵一涛;赵永庆;周义刚;;基于体视学原理的钛合金显微组织定量分析[J];稀有金属材料与工程;2009年03期

2 景晓军,李剑峰,刘郁林;一种基于三维最大类间方差的图像分割算法[J];电子学报;2003年09期

3 范九伦;赵凤;;灰度图像的二维Otsu曲线阈值分割法[J];电子学报;2007年04期

4 黄丽华,王家平;金相图像分析仪的现状及发展前景探讨[J];光学仪器;2003年06期

5 燕惠芳,陈炳发;金相组织自动识别技术的研究[J];东华大学学报(自然科学版);2005年04期

6 薛家祥;刘晓;朱思君;王振民;;基于分形和数学形态学的TIG焊熔池图像分析[J];华南理工大学学报(自然科学版);2007年08期

7 宁林新;李宏;张炯明;王万军;王新华;马瑞金;;钢中夹杂物的分形维数[J];钢铁研究学报;2005年06期

8 王印培,陈进,孙晓明,陈积强;珠光体球化的分形研究[J];理化检验(物理分册);2003年03期

9 李会玲;杨云龙;崔国明;曾建民;;铸造铝合金针孔度的图像分析[J];理化检验(物理分册);2005年12期

10 刘健庄;栗文青;;灰度图象的二维Otsu自动阈值分割法[J];自动化学报;1993年01期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 蒋明星;基于数学形态学和分形的金相图像处理关键技术研究[D];华南理工大学;2011年

2 张红旗;基于图像处理技术的12Cr1MoV钢金相组织分析研究[D];内蒙古农业大学;2013年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 丁俊;孙洪泉;;优化分形维数计算方法[J];四川建筑科学研究;2011年05期

2 汪琥庭;模糊综合评判法及其在教学评估中的应用[J];安徽教育学院学报;2001年03期

3 蒲东兵;马志强;庞长明;孙英娟;于哲舟;;基于DSP的掌纹识别门禁系统设计与实现[J];安防科技;2008年02期

4 李洪文;侯峰;范恩强;;模糊综合评判在灭火救援指挥效能评估中的应用[J];安防科技;2010年09期

5 黄加翼;乔梁;;高能X射线包裹图像边沿特征识别方法[J];安防科技;2011年03期

6 蒋培玉;沈斐敏;凌丽芸;;城市隧道机电系统模糊综合安全评价[J];安防科技;2011年07期

7 王庆生,曹健,刘维平;一个基于模糊综合评判规则的干部评测系统[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年03期

8 傅廷亮;朱智超;李春生;张扬;;分形和基于C~(++)的分形参数化绘图[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年06期

9 叶庆;赵明辉;李菲;李彬;范彬;;复杂环境下的夜间车道检测研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2008年06期

10 季家兵;王宏勇;;一类多参数分形插值曲面迭代函数系[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李萍;薛克敏;张青;;分形及其在材料科学与工程中的应用[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年

2 程学进;董玉革;;基于离散模糊事件隶属函数的模糊可靠性分析[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年

3 李晋武;张娟;邹丽晖;;含运动物体的运动场景模糊图像恢复方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年

4 姚国;;高等教育教学质量的模糊综合评判[A];科学发展与社会责任（A卷）——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年

5 李莲;闫志洋;;破损胶囊检测的图像处理分析与研究[A];中国仪器仪表学会第十三届青年学术会议论文集[C];2011年

6 徐刚;陈立平;张瑞瑞;;果园传感器网络数据滤波算法研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年

7 张新伟;赵学观;焦维鹏;邵志刚;高连兴;;玉米种子内部机械裂纹扩展模拟及动力学分析[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年

8 叶乐军;王强;;基于自适应边缘检测的大空间火灾目标监测技术[A];中国职业安全健康协会2007年学术年会论文集[C];2007年

9 谭连江;陈宇晗;潘鼎;;X射线小角散射对黏胶基碳纤维微孔分形的研究[A];复合材料——基础、创新、高效：第十四届全国复合材料学术会议论文集（下）[C];2006年

10 陈天文;傅吉全;李伟哲;高绪珊;;分形涤纶的吸湿及放湿性研究[A];第四届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2004年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 谭枫;介入式文化算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 闫培雷;考虑隔墙影响的框架结构非线性地震反应分析及地震灾场模拟[D];哈尔滨工程大学;2010年

3 王红;基础地理信息地形数据库信息量度量方法研究[D];辽宁工程技术大学;2010年

4 许志远;雾天降质图像增强方法研究及DSP实现[D];大连海事大学;2010年

5 倪丽萍;基于分形技术的金融数据分析方法研究[D];合肥工业大学;2010年

6 陈奇;基于分形理论的汽车变速箱齿轮接触强度研究[D];合肥工业大学;2010年

7 吴跃;抗高直链大米淀粉回生的物理修饰及其回生的检测和表征[D];江南大学;2010年

8 陈志国;基于群体智能的机器视觉的关键技术研究[D];江南大学;2010年

9 奉小慧;音频噪声环境下唇动信息在语音识别中的应用技术研究[D];华南理工大学;2010年

10 李南希;非特定人的自然书写脱机中文文本行识别[D];华南理工大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年

2 段守军;煤炭资源潜力评价研究[D];河南理工大学;2010年

3 杨媛;基于灰关联及其预测的煤矿安全管理及事故预警方法[D];河南理工大学;2010年

4 田继辉;用于三维影像快速浏览的多尺度DEM数据组织研究[D];河南理工大学;2010年

5 单文娟;铝电解槽焙烧与启动过程危险源辨识与评价研究[D];河南理工大学;2010年

6 顾之宇;自动钻铆系统的模块化设计及其实现方法研究[D];南昌航空大学;2010年

7 王焯;基于模糊理论的尾矿坝安全现状综合评价[D];山东科技大学;2010年

8 李瑞波;图像阴影的检测与去除算法研究[D];山东科技大学;2010年

9 马莉;车牌识别系统中的车牌定位和分割算法研究和实现[D];山东科技大学;2010年

10 徐强;基于TMS320F2812的指纹识别系统的设计与实现[D];山东科技大学;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 吴玲艳,沈庭芝,方子文,王飞;基于直方图熵和遗传算法的图像分割法[J];兵工学报;1999年03期

2 于洋,刘二莉,周铁涛,刘培英;边界追踪及Freeman码在定量金相中的应用[J];北京航空航天大学学报;2004年08期

3 于洋,刘二莉,周铁涛,刘培英;直线与任意曲线求交算法在晶粒度计算的应用[J];北京航空航天大学学报;2005年03期

4 丁保华,李文超,王福明;分形图像分析与分形维数计算程序的设计[J];北京科技大学学报;1999年03期

5 李刚,范瑞霞;一种改进的图像中值滤波算法[J];北京理工大学学报;2002年03期

6 王建萍,王家平,许建广;数字图像处理在定量金相分析中的应用[J];材料导报;2003年01期

7 陈慧琴;林好转;郭灵;曹春晓;;钛合金热变形机制及微观组织演变规律的研究进展[J];材料工程;2007年01期

8 梁基照;吴成宝;;PP/纳米碳酸钙复合材料冲击强度与断口表面分维关系的研究[J];材料工程;2009年10期

9 崔凤奎,王晓强,张丰收;定量金相分析算法及实现[J];材料科学与工艺;2000年03期

10 朱纪磊;汤慧萍;奚正平;邸小波;;多孔结构分形分析及其在材料性能预报中的应用[J];稀有金属材料与工程;2009年12期

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 蒋明星;基于数学形态学和分形的金相图像处理关键技术研究[D];华南理工大学;2011年

2 张运祥;分形理论及图像分形维数实时计算的研究[D];第一军医大学;2001年

3 侯振杰;动物骨髓细胞图像分割方法的研究[D];内蒙古农业大学;2005年

4 迟健男;图像形态学和小波分析在图像增强与边缘检测中的应用[D];东北大学;2005年

5 赵于前;基于数学形态学的医学图像处理理论与方法研究[D];中南大学;2006年

6 于万波;基于分形与迭代的图象特征表示[D];大连理工大学;2006年

7 吴亚东;图像复原算法研究[D];电子科技大学;2006年

8 王鹏伟;基于多尺度理论的图像分割方法研究[D];中国科学技术大学;2007年

9 翟改霞;基于数字技术的铸铁图像分析[D];内蒙古农业大学;2007年

10 连静;图像边缘特征提取算法研究及应用[D];吉林大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 毛安定;基于小波变换的图像分割技术[D];昆明理工大学;2009年

2 丁力;改进遗传算法在数字图像分割中的应用研究[D];武汉理工大学;2011年

3 冯欣;金相图像处理与测量的研究[D];辽宁工程技术大学;2001年

4 吴建军;计算机图像处理技术在定量金相分析中的应用研究[D];重庆大学;2002年

5 王锋;复杂金相组织的形态学分析与程序设计[D];重庆大学;2002年

6 王建萍;基于数字图像处理的金相几何参数的定量分析与研究[D];浙江大学;2003年

7 陈威;基于图像处理的定量金相分析系统[D];广东工业大学;2004年

8 顾超;计算机定量金相分析系统的软件开发与图像处理方法研究[D];南京理工大学;2004年

9 汤力琨;金相组织图像分析中关键算法研究[D];四川大学;2005年

10 张军;12Cr1MoV钢导汽管组织性能评定与应力计算[D];武汉大学;2004年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 付雪莹,张洪,席慧智;颗粒增强铸造铝合金的研究现状[J];轻金属;2004年07期

2 郑耀中;铸造铝合金在列车救援机具上的应用[J];机械工人(热加工);2004年02期

3 谷文明;;4.5 t工频有芯感应熔铝炉的开发及其在铸造铝合金生产中的应用[J];甘肃冶金;2006年01期

4 张强;;铸造铝合金棒自动成捆的实现[J];铸造技术;2006年07期

5 徐小科;彭晓东;谢卫东;张安琴;;铸造铝合金的强化研究[J];材料导报;2008年S1期

6 范爱国;;耐热铸造铝合金[J];兵器材料科学与工程;2010年03期

7 陈大辉;贾祥磊;朱秀荣;费良军;彭银江;张立君;;发动机缸盖铸造铝合金的研究进展[J];铸造技术;2010年07期

8 ;强度高、疲劳性能好的铸造铝合金[J];铝加工;2011年01期

9 ;高强度铸造铝合金及其在叶轮上的应用[J];铝加工;2011年03期

10 ;尺寸稳定性优异的铸造铝合金及其生产方法[J];铝加工;2011年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 许彰琳;李明进;;铸造铝合金的精炼与变质工艺[A];中国工程物理研究院科技年报（1998）[C];1998年

2 徐达义;施正林;;铸造铝合金汽车零部件的生产实践[A];第八届21省（市、自治区）4市铸造学术年会论文集[C];2006年

3 贾泮江;陈邦峰;;高强高韧铸造铝合金的研究现状及发展[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年

4 王琼芳;;铸造铝合金涂装[A];中国电子学会化学工艺专业委员会第五届年会论文集[C];2000年

5 党步军;;铸造铝合金中常见的三大问题处理[A];全国第十二届轻合金加工学术交流会论文集[C];2003年

6 刘金;;铸造铝合金材料对比分析[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年

7 钱翰城;李俊;;铸造铝合金绿色化规划[A];第四届十三省区市机械工程学会科技论坛暨2008海南机械科技论坛论文集[C];2008年

8 韩茵;陈涛键;;铸造铝合金电力金具组织对力学性能的影响[A];全国材料理化测试与产品质量控制学术研讨会论文专辑（物理测试部分）[C];2002年

9 袁军;胡长新;;排气对中空类重力铸造铝合金车轮成型性的影响[A];2014(第24届)重庆市铸造年会论文集[C];2014年

10 韩茵;;铸造铝合金电力金具组织对机械性能的影响探讨[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策（下册）[C];2002年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 本报记者 王宁;[N];贵州日报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 车欣;Al-Si-Cu-Mg-(RE)系铸造铝合金的疲劳行为及其损伤机理[D];沈阳工业大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王灿让;铸造铝合金管坯的制备及楔压致密化工艺的研究[D];湖南大学;2011年

2 任丽萍;高强韧铸造铝合金组织与性能研究[D];中北大学;2010年

3 史霞;高强度高电导率铸造铝合金的研制与性能研究[D];武汉理工大学;2010年

4 田剑英;压力作用下铸造铝合金的改性研究[D];吉林大学;2007年

5 赵慧;影响铸造铝合金力学性能的工艺因素研究[D];沈阳理工大学;2013年

6 彭淳;铸造铝合金中有害铁相的变质及去除技术研究[D];华南理工大学;2012年

7 周雨蓉;基于分形理论的铸造铝合金金相组织缺陷识别与分类研究[D];湖南大学;2014年

8 涂善俊;7075铸造铝合金筒形件强力热反旋扩径缺陷的研究[D];南昌航空大学;2014年

9 解传浩;A357-T5铸造铝合金疲劳特性研究[D];沈阳航空工业学院;2010年

10 马庆超;铸造铝合金针孔缺陷的超声无损评价[D];大连理工大学;2009年

  本文关键词：基于分形理论的铸造铝合金金相组织缺陷识别与分类研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：186465