基于全卷积神经网络的金相图像自动晶界分割与评级方法研究
发布时间：2021-07-03 15:10
金属材料广泛应用于建筑行业,其质量情况对工程建设具有重大影响。由于材料质量问题而引发的重大事故不仅危及国民安全,更会严重影响经济发展。作为最基础且应用最广泛的金属建筑用材,钢材的质量在很大程度上决定了工程质量。因此,为了避免事故发生,出厂前对钢材性能检测显得尤为关键。晶粒度是钢材性能的一个重要评判标准,微观角度,钢材表面晶粒呈现类似于细胞组织切片的颗粒状分布图像,晶粒的面积、长度、以及单位面积内晶粒个数等特征都影响着钢材的强度、塑性和韧性等性质,而这些晶粒特征在金相检测中通过不同金相等级来反映。目前对于金相等级的评定,最常用的方法还是通过人工依靠经验评定,人工判定金相等级很大程度上取决于工人素质,不确定程度较大。本课题在数字图像处理以及深度学习技术基础上,研究钢材金相图像晶界提取和自动评级方法,并且以这些相关研究理论为基础开发了跨平台的智能评级软件,为将来可产业化的智能化金相分析仪研发奠定了基础。本文的主要研究内容和取得的成果如下:（1）标准的金相图像数据集是有效晶界提取和金相评级的前提,本论文建立了符合国家标准格式的钢材金相图像晶界数据集以及相应的金相等级数据集。本研究以符合国家标准...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
金属表面划痕Figure1.3Scratchesonthemetalsurface
江苏大学硕士学位论文1第1章绪论1.1研究背景与意义金属作为现代工业发展中的一个重要组成部分，在人类的进化历程中一直具有不同的发展脚步，金属行业发展的好坏也决定了人类的生活生产水平，从商周时代的青铜器到战国时代的铁器，再到魏晋南北朝时期，铁器彻底取代青铜器成为了战争当中的主体。现代工业生活中许多行业对于金属的需求量非常大，如图1.1是目前世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜，其主体结构由大量结构钢构成；我国拥有世界上最长的高速铁路网，如图1.2轨道是高速铁路网的核心。一旦这些核心材料发生质量问题，不仅会造成严重的经济损失，还会危害人民的生命安全。因此对于金属质量的检测显得尤为重要，包括最基本的目测、金属成分检测以及无损检测，如图1.3所示金属表面划痕很容易通过目测法检测出来，然而针对内部缺陷无法依靠肉眼来识别判断，依靠无损检测技术则可以检测金属内部不可见的缺陷，是近年来常用于金属内部缺陷检测的一种手段。图1.3金属表面划痕Figure1.3Scratchesonthemetalsurface图1.1天文望远镜Figure1.1AstronomicalTelescope图1.2高铁轨道Figure1.2HighSpeedRailTrack
江苏大学硕士学位论文11制作好的钢材样本如图2.1所示。(a)(b)(a)钢材切片样本；(b)钢材样本图2.1钢材切片样本Fig.2.1Sectionofsteel2.2高清金相图像的获取通过金相显微镜在不同放大倍数下对样本进行图像采集，本课题选用了具有明场和偏光两种观察方式的南京崛宇精密仪器有限公司研制的IM300倒置金相显微镜，如图2.2所示。该显微镜的具体参数如表2.1所示。图2.2金相显微镜Fig.2.2metallographicmicroscope
【参考文献】：
期刊论文
[1]机器视觉技术在农业生产智能化中的应用综述[J]. 仇裕淇,黄振楠,阮昭,林思浩. 机械研究与应用. 2019(02)
[2]基于改进CV模型的金相图像分割[J]. 倪康,吴一全,韩斌. 工程科学学报. 2017(12)
[3]SVM训练数据归一化研究[J]. 汤荣志,段会川,孙海涛. 山东师范大学学报(自然科学版). 2016(04)
[4]梯度边缘检测算子综述[J]. 刘春阁. 科技视界. 2012(28)
[5]常用齿轮钢的晶粒度显示方法[J]. 张英. 金属加工(热加工). 2010(19)
[6]数学形态学梯度算子检测铸铁金相图像边缘[J]. 翟改霞,王春光,张海军. 计算机工程与设计. 2008(04)
[7]基于分水岭算法的金相图像分割[J]. 谢建林,袁小平,王胜利,何玉伟. 能源技术与管理. 2006(02)
[8]多相晶粒图像分析中复杂晶界的提取[J]. 张轶琼,夏薇,滕奇志,何小海. 电子技术应用. 2005(10)
[9]金属图像的自适应分割方法研究[J]. 徐森,曹力. 南京航空航天大学学报. 2005(05)
[10]碳钢焊缝组织石墨化显微图像的自动测量[J]. 王雅生,刘晓平,蔡洪能. 西安交通大学学报. 2004(03)
博士论文
[1]基于图像处理技术的12Cr1MoV钢金相组织分析研究[D]. 张红旗.内蒙古农业大学 2013
硕士论文
[1]基于金相图像特征的锡基合金硬度预测模型研究[D]. 张汉平.昆明理工大学 2016
[2]基于数字图像处理的颗粒分析系统[D]. 李恺.齐鲁工业大学 2015
[3]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]. 周雨蓉.湖南大学 2014
[4]基于数字图像的金相定量分析研究[D]. 赵霞霞.兰州理工大学 2013
[5]基于纹理特征的金相图像分类研究与实现[D]. 张轶琼.四川大学 2006
本文编号：3262823
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
金属表面划痕Figure1.3Scratchesonthemetalsurface
江苏大学硕士学位论文1第1章绪论1.1研究背景与意义金属作为现代工业发展中的一个重要组成部分，在人类的进化历程中一直具有不同的发展脚步，金属行业发展的好坏也决定了人类的生活生产水平，从商周时代的青铜器到战国时代的铁器，再到魏晋南北朝时期，铁器彻底取代青铜器成为了战争当中的主体。现代工业生活中许多行业对于金属的需求量非常大，如图1.1是目前世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜，其主体结构由大量结构钢构成；我国拥有世界上最长的高速铁路网，如图1.2轨道是高速铁路网的核心。一旦这些核心材料发生质量问题，不仅会造成严重的经济损失，还会危害人民的生命安全。因此对于金属质量的检测显得尤为重要，包括最基本的目测、金属成分检测以及无损检测，如图1.3所示金属表面划痕很容易通过目测法检测出来，然而针对内部缺陷无法依靠肉眼来识别判断，依靠无损检测技术则可以检测金属内部不可见的缺陷，是近年来常用于金属内部缺陷检测的一种手段。图1.3金属表面划痕Figure1.3Scratchesonthemetalsurface图1.1天文望远镜Figure1.1AstronomicalTelescope图1.2高铁轨道Figure1.2HighSpeedRailTrack
江苏大学硕士学位论文11制作好的钢材样本如图2.1所示。(a)(b)(a)钢材切片样本；(b)钢材样本图2.1钢材切片样本Fig.2.1Sectionofsteel2.2高清金相图像的获取通过金相显微镜在不同放大倍数下对样本进行图像采集，本课题选用了具有明场和偏光两种观察方式的南京崛宇精密仪器有限公司研制的IM300倒置金相显微镜，如图2.2所示。该显微镜的具体参数如表2.1所示。图2.2金相显微镜Fig.2.2metallographicmicroscope
【参考文献】：
期刊论文
[1]机器视觉技术在农业生产智能化中的应用综述[J]. 仇裕淇,黄振楠,阮昭,林思浩. 机械研究与应用. 2019(02)
[2]基于改进CV模型的金相图像分割[J]. 倪康,吴一全,韩斌. 工程科学学报. 2017(12)
[3]SVM训练数据归一化研究[J]. 汤荣志,段会川,孙海涛. 山东师范大学学报(自然科学版). 2016(04)
[4]梯度边缘检测算子综述[J]. 刘春阁. 科技视界. 2012(28)
[5]常用齿轮钢的晶粒度显示方法[J]. 张英. 金属加工(热加工). 2010(19)
[6]数学形态学梯度算子检测铸铁金相图像边缘[J]. 翟改霞,王春光,张海军. 计算机工程与设计. 2008(04)
[7]基于分水岭算法的金相图像分割[J]. 谢建林,袁小平,王胜利,何玉伟. 能源技术与管理. 2006(02)
[8]多相晶粒图像分析中复杂晶界的提取[J]. 张轶琼,夏薇,滕奇志,何小海. 电子技术应用. 2005(10)
[9]金属图像的自适应分割方法研究[J]. 徐森,曹力. 南京航空航天大学学报. 2005(05)
[10]碳钢焊缝组织石墨化显微图像的自动测量[J]. 王雅生,刘晓平,蔡洪能. 西安交通大学学报. 2004(03)
博士论文
[1]基于图像处理技术的12Cr1MoV钢金相组织分析研究[D]. 张红旗.内蒙古农业大学 2013
硕士论文
[1]基于金相图像特征的锡基合金硬度预测模型研究[D]. 张汉平.昆明理工大学 2016
[2]基于数字图像处理的颗粒分析系统[D]. 李恺.齐鲁工业大学 2015
[3]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]. 周雨蓉.湖南大学 2014
[4]基于数字图像的金相定量分析研究[D]. 赵霞霞.兰州理工大学 2013
[5]基于纹理特征的金相图像分类研究与实现[D]. 张轶琼.四川大学 2006
本文编号：3262823
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