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[00112207]基于显微成像的图像灰度测量颗粒粒径的方法

交易价格: 面议

所属行业: 检测仪器

类型: 非专利

交易方式: 资料待完善

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产权明晰
资料保密
对所交付的所有资料进行保密
如实描述

技术详细介绍

发明提供一种基于显微成像的图像灰度测量颗粒粒径的方法,该方法在显微镜上拍摄离散的标准尺寸颗粒图像,然后沿x或者y方向测量颗粒边缘的灰度分布曲线与背景灰度水平线的交点的间距,逐行/逐列扫描间距,最大值为该方向上测量的图像直径。沿z方向扫描不同离焦区域,测量颗粒离焦成像时的图像直径,最小的图像直径为颗粒在显微图像上的等效直径。采用测量等效直径的方法,测量一系列尺寸标准颗粒的等效直径,建立颗粒等效直径和真实直径的特征曲线,该曲线表征了拍摄显微图片仪器的测量颗粒的特性。对尺寸落在特征曲线范围内的待测颗粒,直接测量其等效直径,根据特征曲线即可精确地得到未知颗粒的真实直径。 本发明的原理在于: 首先建立测量显微图像中颗粒的等效直径De方法,具体流程见图1。根据颗粒的等效直径检测方法,测量一系列标准尺寸颗粒(已知真实直径Ds)相应的等效直径,建立显微成像系统的De-Ds特征曲线,并在该特征曲线下查找待测样品测量等效直径所对应的真实的颗粒直径,见图2。 本发明采用的技术方案为:一种基于显微成像的图像灰度测量颗粒粒径的方法,其特征在于:该方法的步骤如下: 步骤1.将样品稀释为稀溶液,在光学显微镜下采用视频相机观察视场,保持在相机成像视场中样品中的微粒为分散状态,调节颗粒成像的轴向位置,拍摄在离焦下颗粒的显微图像; 步骤2.对所拍摄的图片沿x或者y方向进行灰度扫描,计算颗粒边缘的灰度分布曲线,用灰度峰值分布最宽的位置确定为颗粒的中心位置; 步骤3.围绕颗粒中心,分别沿x和y方向选取小范围,该小范围为最大峰宽的10%至20%,选取某一点过颗粒图像的线作出灰度分布,测量该灰度分布曲线与图像的灰度背景直线相交点的间距,由于颗粒成像灰度分布范围内必然存在两个及两个以上的交点,选取靠近衍射环边沿的两个交点,间距最大值为颗粒在该方向上颗粒的图像直径Di;这样在两个方向上确定出Dix和Diy,圆形颗粒有DixDiy,它们的平均值为检测颗粒的图像直径Di; 步骤4.按步骤2和步骤3分析颗粒沿轴向离焦即z方向时图像灰度,测量不同z方向位置时颗粒的图像直径,用这一系列图像直径中最小值为颗粒的等效直径De; 步骤5.拍摄一系列已知直径Ds的颗粒图像,用步骤2-4检测它们对应的De,将直径比例De/Ds与Ds进行曲线拟合,该曲线为此成像系统检测颗粒直径的特征曲线; 步骤6.拍摄不同z方向位置的待测样品颗粒的显微图像,测量颗粒的等效直径,通过查找系统的特征曲线得出真实直径。 其中,对颗粒的不同轴向位置进行图像直径检测,可用于构建颗粒的三维成像。 其中,等效直径检测方法可用于检测颗粒二维平面全方位角度上的颗粒真实边沿。这种边沿检测方式可适于不规则颗粒边沿检测,则可将颗粒边沿围绕的面积,与标准颗粒的围绕面积,建立成像系统的特征曲线去检测待测样品的粒径,此方式均受权利1的保护。 其中,该方法适用于以荧光修饰在一系列标准颗粒表面,采用等效直径检测方法建立荧光显微成像系统中真实粒径与图像检测结果的特征曲线,从而测量荧光发光颗粒的粒径。 其中,以球形颗粒校准成像系统的特征曲线,同样适于检测椭偏度较低的椭球形颗粒。 其中,该方法适于不同折射率样品,包括透明和不透明颗粒。 其中,该方法测量微粒的图像,适用于基于光学成像显微镜的各类显微镜的显微图像; 其中,该方法适于待测样品为干粉或溶液保存的样品。 其中,该方法适于高数值孔径物镜,包括油浸、水浸和空气系物镜所拍摄的显微图像中颗粒粒径检测。 本发明的优点和积极效果为: 1)、本发明方法测量精度误差<1%(2μm颗粒)。与电镜等昂贵仪器测量精度相当,但费用相对低,且方法简单;对比基于颗粒边沿检测技术得到的颗粒直径更准确。 2)、本发明所采用的粒径检测方法不依赖显微镜成像质量高低,只要具备显微成像条件,并且在不同成像条件下都可使用本方法。 3)、显微图像法测量颗粒粒径,每个人判断最佳成像均有差别,很难量化出标准仪器的特征曲线。边沿检测方法受仪器稳定性和操作人员的影响,很难量化出该仪器的特征曲线。本发明图像灰度颗粒粒径测量法,首先校准颗粒的离焦量,不存在操作人员主观因素导致的测量误差,检测的等效直径几乎不变,因此本发明方法可以表征仪器的特征曲线。 4)、本发明可测量的粒径范围>0.2μm,颗粒粒径的越大检测结果越精确,而边沿检测方法检测粒径>1μm。

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