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技术文章
 

金相分析软件的应用(一)

点击次数:4462 发布时间:2011-03-14

一、系统简介

基本功能:

《金相分析软件》是为从事金相检验的单位或个人专门开发的一套计算机软件系统,它的基本原理是:用视频采集卡或数码相机等硬件设备,采集到金相显微镜中的金相图片,再对该图片进行处理和分析,得到相关检验结果。该软件的主要功能如下:

自动评级:

本软件以检验标准为依据,开发出了百余个类别两百余种软件功能模块,用户可根据需要,选择检验项目,在本软件的帮助下,完成检验工作。目前本系统的软件模块清单见附件。本软件模块的评级方式有以下三种:

自动评级:软件可自动得出zui终分析结果;

辅助评级:软件可得出和分析结果有一定的参数;

比较评级:将采集下来的试样图像和标准图库进行比较,人工作出结果判断。

新建报告:

可按用户需求制作报告文档的录入界面、软件可自动生成电子报告文档,并提供报告的保存和打印功能。

打开报告:

        打开并浏览已经保存的报告文件。

几何测量:

本软件提供了“直线”、“矩形”、“圆”、“多边形”、“角度”等多种测量工具及测量方法,可完成长度、面积、角度等测量工作。

查看图库:

用户可选择查看本软件收录的所有金相图谱,本软件金相图谱由用户提供原始资料,由我方录入。

定倍打印:

可一次装入多副图片,并可对其进行图像处理,设置说明文字和打印版面,进而生成一份适合各种行业特殊要求的报告文件。

⒎ 脱机拼图

  将多张图片拼接在一起要求具体见图像拼接),图像拼接有“自动”和“手动”两种方式,如采用“自动”方式,则被拼接图像需要有重合部分;

⒏ 动态测量

  DirectX支持的采集卡和摄像头的视频影像上进行测量!无需将图片采集过后,可以直接在画面上进行实时、动态的测量,与静态测量相比较,增加了方便性和实用性!

 

 

㈡系统组成:

整个软件系统由如下部分组成:

⒈软件程序(光盘);

⒉加密狗:客户需事先选择加密狗类型(并口型或者USB型);

⒊文字资料:《使用说明书》(光盘上有WORD文档);

 

㈢硬件运行环境:

⒈电脑推荐配置:

CPU:奔腾4型,主频2.8G以上;

⑵内存:1G及以上( 否则安装时会出错);

⑶硬盘:C盘可用空间2G以上,软件(推荐)安装在C盘;

⑷显示卡:可提供3D加速的AGP显示卡、可达到真彩色;

 

⒉视频采集卡:

        本软件支持多种视频采集卡,用户可在“功能选择”菜单中选择相应的采集卡。

 

CCD摄像头或者数码相机:

分辨率达到450线及以上的CCD摄像头以及数码相机均可。

 

㈣软件运行环境:

     WINDOWS   XP SP2(32bit)

 

㈤售后服务:

我公司将为用户提供以下售后服务项目:

⒈技术咨询;

⒉软件的修改和升级;

⒊报告文件按客户要求制作;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

二、安装说明

 

㈠加密狗安装:

⒈软件配备的是“USB”加密狗,插入USB口即可。

⒉打开电脑,将软件光盘放入光驱,在光盘上找到“HASP HL 80530A 加密锁驱动程序”文件夹(其中80530A 是表示加密狗的编号) ,运行其中的“HASPUserSetup.exe”文件,按其安装向导,逐步完成软件狗驱动程序的安装。

⒊如加密狗或者其驱动程序未能安装正确,软件运行后将自动退出。正确安装后加密狗上的指示灯会亮起。

 

㈡视频采集卡的安装:

     根据硬件厂商的说明进行安装。

 

㈢软件安装:

运行光盘上的Windows Installer 软件包如:(80528金相分析软件发行版 2008).msi),安装向导将逐步完成软件的安装,建议您将该软件安装在C盘上

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

三、硬件参数

㈠基本原理:

计算机图像处理系统所采集的图像都有一个固定的X-Y比例,它是由显微镜、摄像头、图像采集卡、计算机、处理软件、采集图像分辨率、显示器分辨率等软、硬件环境共同决定的,其数据的含义是:在当前的软、硬件条件下,显示器的一个像素,代表的实际长度值。

应用图像软件进行图像分析时,必须先设定当前环境下的硬件参数,才能保证系统测量数据的真实性和准确性,否则,得出的结果将不准确。当软、硬件环境发生变化后,该参数必须作相应的变更。

  参数测得后,应使用本软件的“几何测量”功能,对已知尺寸的测微尺图像进行测量,以验证数据的准确性。

 

㈡初始设置:

软件启动后,用户将根据提示,确定当前硬件参数值,可以立即进行测试,也可人工输入。具体界面如下:(图1

㈢设置硬件参数:

该主要功能包含“选择或输入硬件参数”和 “采集测微尺图像标定”界面如下:

⒈选择或输入硬件参数:

该功能可让用户选择已经保存的参数值,也可以输入具体的硬件参数值。界面如下图所示

 

 

 

⒉采集测微尺图像标定:

用户从新进行硬件参数设置,步骤如下:

·选择采样方式:

  在(图1)界面选择“视频采集卡采集图像”或者“装入图像文件”的方法,按“确定”按钮装入测微尺图像。

·进行硬件参数标定:

该方法的基本原理是:在已知实际长度的测微尺图像上,移动电子标尺,软件在该标尺移动的过程中,自动得出覆盖部分的像素个数,由此求出在该硬件环境下,计算机显示器上每个像素所代表的实际长度。

该过程包含X方向硬件参数标定、Y方向硬件参数标定、填写硬件参数环境等步骤,具体情况如下:

·X方向硬件参数标定

 

在“标定方向选择”栏目中,选择“水平标定”;

在“标尺移动对齐”栏目中,使用“移动标尺”和“缩放标尺”工具,将电子标尺对齐测微尺图像,要求电子标尺从左到右的每一个小格,均对齐测微尺的每一个小格;同时可调节标尺移动的速度,以及标尺颜色;

在“标定长度”栏目中,输入标尺所覆盖的被测物体的长度,例如本例中,电子标尺覆盖了测微尺53格的长度,已知该测微尺每小格长度为0.01毫米53小格共计0.53毫米,因此在该栏目中输入“0.53毫米”;    在“硬件参数”栏目中,输入当前硬件环境,主要包括:显微镜型号和镜头配置、电子摄像装置情况、计算机软、硬件情况、视频采集时计算机和采集设备设置的分辨率等,这样可方便用户在使用过程中,调用已经设置过的硬件参数。

标定完成的硬件参数,将显示在“分辨率”栏目中。

·Y方向硬件参数标定

在“标定方向选择”栏目中,选择“垂直标定”;

在“标尺移动对齐”栏目中,使用“移动标尺”和“缩放标尺”工具,将电子标尺对齐测微尺图像,要求电子标尺从下到上的每一个小格,均对齐测微尺的每一个小格;同时可调节标尺移动的速度,以及标尺颜色;

在“标定长度”栏目中,输入标尺所覆盖的被测物体的长度,例如本例中,电子标尺覆盖了测微尺39格的长度,已知该测微尺每小格长度为0.01毫米39小格共计0.39毫米,因此在该栏目中输入“0.39毫米

标定完成的硬件参数,将显示在“分辨率”栏目中。

3查看硬件参数:

查看当前硬件参数值。界面如下

四、核心功能

 

为了方便使用,本软件设立了“使用向导”(下拉菜单—工具选择中的*项,也是工具条的*项),它将引导用户完成所需工作,软件的主要核心功能均集于其中,“使用向导”界面如下

选择采样方案:

软件提供两种视频采集方案,用户必须选择一种,系统将采用此方案采集金相图片,具体情况如下:

1.图像文件装入:

装入保存在计算机磁盘上的BMP或者JPE格式的图像文件。

2.视频采集卡方式:

使用视频采集卡,捕捉CCD摄像头中的数码图像

㈠自动评级

依照有关标准,进行金相图像分析,具体步骤如下:

⒈选择金相检验项目:

在列表中选择检验所需的金相标准,按“确定”间确认

如果需要对一张试样图像用多种标准进行检验,可选择“多模块评级”,这样用户可一次多个检验标准,并在软件的引导下逐步进行评级工作

⒉视频采集:

        用户可在本界面中,按“图像采集”菜单进行金相图片的采集

⒊图像处理:

金相图片采集后,系统将提供多种的图像处理功能,该部分内容说明如下:

⑴图像处理:

本界面左上角第二项的“图像处理”菜单中提供了十余种方法进行图像处理,具体内容如下:

·历史记录:

       用户可以在这里查看已经进行过的“图像处理”操作过程,也可以读回已完成的操作过程进行行重新处理。

·图像还原:

还原为采样时获得的原始图像。

·使用画笔:

可用画笔在装入软件的图像上进行各种修改。客户可以采用颜色捕获(捕获装入图像的颜色)或者颜色选择的方法选择画笔的颜色,同时可调整画笔的粗细。当画笔的属性调整完成后,客户用鼠标拖动画笔在图像上进行修改

画笔中可以看到金相图象显示在界面的左边,用户可选择右面的工具栏中的工具在该图片上进行绘制。工具栏从上到下依次是:

线条样本框:画笔线条样式;线条粗细:改变线条粗细;画笔类型:画笔类型有三种颜色,功能是一样,只是为避免同底色而设定的;调色板:用于改变画笔线条的颜色;图象还原:还原为原图;历史记录:可查看或读回已经完成的操作;放大缩小:缩小或放大,复原样图;画笔复位:选中时画笔完成一次选定后始终会回到线条样本框处。

(画笔版快在其它地方也存在,功能和界面是一样的,后面就不再作说明了)

·亮度调整:加亮或变暗整个图像。

·对比度调整:调整图像中明暗之间的差别。

·颜色调整:单独调整图像中红、绿、蓝三种颜色的深浅。

·转换为灰度图像:把彩色图像变换为有256种深度的灰色图像。

·灰度自动色阶:自动将灰度图像的色阶变换到0-255区间。使灰度图像更加清晰,层次感更分明。

·二值化处理:根据临界值把图像转换为只有黑色和白色两种颜色的图像。

·去除杂点(*):把图像中独立的黑色点变成白色。

·膨胀(*):增大图像中黑色部分的面积。

·细化(*):把图像中的黑色块变成细线。

·连接断线(*):把断开的线条连接起来。

·延长断线(*):把断头连接到线条上。

·删除断头(*):把多余的断头删掉。

·反相:反转图像的颜色。

·通道:选择和组合红绿蓝色调。

·锐化:放大图像中色彩之间的差别, 使图像中原来模糊部分变得更清晰。

·柔化:缩小图像中色彩之间的差别, 使图像中原来清晰部分变得更模糊。

·边缘增强:加亮图像中色彩变化较大的分界线, 同时把其他颜色变暗。

·边缘检测:加亮图像中色彩变化较大的分界线。

·中值滤波去噪:图像色彩变化较大时,增大其中色彩较暗的像素, 缩小图像中色彩较亮的像素, 使其保持中间值。

注:(*)表示该功能仅对二值化处理后的图像有效。

 

⑵充满窗口:可将大幅图像全部显示在当前窗口内。

 

⑶区域选择:

本软件提供了“矩形”、“圆形”等工具进行,进行区域选择,系统只处理选择后的区域部分。用户可用“位置移动”、“大小放缩”、“角度旋转”等工具完成区域选择,同时可以使用“选择变换速度”功能,控制选取范围的变换快慢。

 

⑷定尺评级:

本功能可设定图像选择区域的实际大小,分为“矩形定尺”和“圆形定尺”。

“矩形定尺”:在“区域选择”中选定“矩形”,在“定尺”框中输入定尺矩形的宽度和高度(不能超过图像的实际大小的限制),选中“定尺评级”即可

“圆形定尺”:在“区域选择”中选定“圆形”,在“定尺”框中输入定尺圆形的直径(不能超过图像的实际大小的限制),选中“定尺评级”即可

保存定尺:保存定尺后图像,在保存时,可调整图像的打印分辨率,分辨率调整界面如下

按下“保存”按钮,可保存该图像,保存时可设定标尺位置及大小,按下确定键可将该图像保存到指定的磁盘位置

该图像必须保存到磁盘上(使用“[定尺]保存选区图像”功能),然后才能进行以后的操作。

⑸打印放大倍数:

       本参数的含义是:图像打印后的实际尺寸,与被观测物实际大小之比。例如:在假设“打印放大倍数”设为100时,被观测物实际长度为100μ,用打印机将该图像打印出来后,其在打印纸上的实际长度为10毫米(100μ×100)。

⑹设定打印图像:

       确认当前的图像作为需要打印的图像。当图像被处理到满意的时候,按下该功能键,当前图像将作为被打印的图像记录下来。

⑺保存选区:

        将图像被选中的区域部分,以“BMP”或者“JPG”的格式保存在计算机磁盘上,保存时可设定标尺。

⑻保存图像:

        将图像以“BMP”或者“JPG”的格式保存在计算机磁盘上。保存在计算机磁盘上,保存时可设定标尺。

⑼调分辨率:

        该功能可调整图像XY方向的分辨率,具体界面如下

上述工作完成后,返回“图像处理界面”可按“评定级别”按钮进入“自动评级”界面,也可按“结束”按钮返回“使用向导”界面。

 

⒋自动评级:

下面以一个典型的金相分析模块:“金属平均晶粒度的测定 GB6394-86来说明自动评级的全过程。

 

⑴评级界面:

该部分的软件界面和内容说明如下

图库:

界面左边的滚动栏中,显示了和本标准相关的金相图谱,用户可以通过人工观察的方法,将右边采样得到的金相图片和它进行比较,进而得出评级结论。操作方法是:用鼠标点击图库中被选择的图片(选中的图片以红框表示),其评定的结果就在右边的“评定级别”栏目中显示出来。

·金相图片:

采集及处理后的金相图片显示在界面的右边,下方有一系列按钮和显示框,控制图像的显示情况,其中:

“显示倍数”框中显示的倍数是:该金相图片以图谱为基准的放大倍数。例如图谱放大倍数为100倍,该栏目显示为“227 ,就表示该金相图片比图谱大2.27倍。

“按原图尺寸显示”:图片按采集后的实际尺寸显示。

“按图谱倍数显示”:图片的显示倍数和图谱倍数一致。

“按设定倍数显示”:图片按设定倍数显示,软件可设定1002003004005005个显示倍数。

“按调整倍数显示”:用户可按“+”、“-”按钮调整图片显示倍数。

 “评定级别”:该栏目显示金相图片的zui终评级结果。

·打印:

按下“打印”按钮后,用户将选择打印的格式和内容,本软件预制了“单独打印图像”和“按《通用格式》生成报告文件”两中方式,供用户选择。如果选择“单独打印图像” ,系统将按用户事先确定的“打印放大倍数”打印该图像,界面如下

 
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