南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&・Astronautics金属图像的自适应分割方法研究徐森】，曹力2(I•南京航空航天大学材料科学与技术学院•南京.210016；2•南京航空航夭大学民航学院•南京.210016)摘要：针对金相图中分割问题•在分析对比传统的全局阈值分割方法的基础上•提出了一种自适应阀值分割方法。将原图像划分为若干子块•对每个子块利用最佳阈值的方法进行分割。实验表明•提出的方法简便易行•具有校好的鲁樟性和适应性；在完猊、有效分割IS像的同时■能够保留原始图像中的大量细节依息■对复杂背景图像的分割处理效果满意。本丈研究为今后金相分析提供了可靠的依据。关键词：金相分析：自适应阀值；图像分割；最佳阈值中图分类号:TG142.1文献标识码：A文章编号：1005-2615(2005)05-0625^04AdaptiveSegmentationMethodofMetalImageXUSen,CAOLi(1・CollegeofMaterialScienceandTechnology•NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics•Nanjing•210016tChina；2・CollegeofCivilAviationtNanjingUniversityofAeronauticsastronautics•Nanjing,210016tChina)Abstract：Withthenumberofmetalimagesincreasing>metallographyanalysisbecomesoneoftheim-portantapplicationfieldsofimageprocessing.Byanalyzingthetraditionalthresholdingmethods(suchasOlsuandKapur)»anewapproachusingtheadaptivethresholdingmethodispresented.Itdividesanimageintoseveralpartsandeachpartusesanoptimalthresholdscheme.Experimentalresultsindicatethatthemethodissimple,effectiveandrobust.Moredetailcanbekeptwhilebettermetalbinaryimagesareobtained•especiallyformorecompleximages.Reliablefoundationsofthemetallographyanalysisareprovided.Keywords:metallographyanalysis；adaptivethresholding；imagesegmentation；optimalthreshold第37卷第5期2005年10月Vol.37No.5Oct.2005金相分析是研究金屈材料微观组织结构•并以此确定与宏观性能之间的关系。金属材料是由称为“晶粒”的微观组织按一定规则排列而成的，晶粒的尺寸、排列规则、几何形状等均会对材料性能产生重要影响，如珠光体钢的拉伸强度与珠光体片层间距的关系•时效相粒子尺寸、间距对强度的影响•非金属夹杂物数量、大小、形状、分布等对疲劳寿命的形响等。随着研究的深入，人们越来越认识到金属材料显微组织特性，如大小、形状及分布等与它们的各种力学性能、物理性能之间存在有规律的关系。例如•随着晶粒度的细化•金属材料强度提高、塑性和淬透性降低。但这仅仅是一种概括性的描述，而非定疑的关系。要获得定尿的函数关系，就需要对其中的一部分参数定册测!ft。光学和电子显微成像技术的出现，并在生产和科研中成功应用，使得金相分析在材料性能分析过程中发挥巨大作用。通过金相图观测晶粒截面形状，目的是要判断晶粒的大小和形状•并以此为依据评判金属材料性基金项目：南京航空航天人学引进人才基金(SO398-O71)资助项目广十五”211建设项目"航空安全预警技术”资助项目。收稿日期：2005-04-29；修订日期：2005-06-22作者简介：徐森•女，工程师.1972年5月生•E-mail：xusen(§>nuaa.edu.cn；曹力，男•讲师.1967年10月生。能。现在常用的分析过程如下：利用电子显微镜等成像技术获取金相图，通过人工观察，根据经验来判断晶粒的大小和形状是否满足要求。这是一个定件分析的过程•人的经验等主观因索起到了决定性的作用。而数字图像处理技术的一个鲜为人知的优点就是可以就化分析过程，将其应用于金相分析中不仅可以进行客观的定就分析，同时还可以减轻劳动强度，提高检测效率“⑵。图像分割的结果是决定金相分析的前提条件和关键因素。常用的基于阈值选取的自动分割，在近30多年中，国内外学者提出了几|•种方法381。典型的直方图方法以直方图中双峰间谷底处的灰度值作为阈值，直观而且快速，文[9・10]中对这方面的早期成果作了较全面的总结。但如何获得理想的分割图像是长期因扰广大科技工作者的难题，目前还没有找到一个通用方法。金相图有一些不同于普通图像的特点，如...