Page 26 - 理化检验-物理分册2024年第七期

王晓东，等：影响全自动夹杂物分析系统识别效果的因素

速准确地获得夹杂物统计信息提出了标准化要求。 辨率为 256 像素×256 像素，512 像素×512 像素，
笔者根据系统工作原理，对全自动夹杂物分析过程 1 024像素×1 024像素等图像分别进行统计，检测
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中识别夹杂物的不同图像采集参数、灰度和阈值设 面积为25.12 mm ，夹杂物统计结果如表1所示。由
置及保护区设置等参数的设定进行分析，得到了通 表1可知：当图像分辨率为256像素×256像素时，
用设定参数的优化方法，以期提高统计结果的准 检出夹杂物的数量较少，仅为1 532个；当图像分辨
确度。 率为512像素×512像素，1 024像素×1 024像素时，

1 试验仪器与方法 检测出夹杂物的数量相近。
当放大倍数为 200 倍时，图像分辨率为 256 像
针对不同类型夹杂物，选取夹杂物尺寸较小的
素×256 像素的像素尺寸为 1.953 μm，大于设定的
帘线钢钢水和夹杂物尺寸较大的易切削钢作为研究
检测尺寸（1 μm），程序识别能力不足，很多小尺寸
对象，依据GB/T 13298—2015 《金属显微组织检验
夹杂物无法在图像中显示，因此未能被系统分辨[见
方法》将待测试样制备成金相试样。利用全自动夹
图 1a）]；图像分辨率为 512 像素×512 像素的像素
杂物扫描电镜（SEM）分析系统对待测试样中的夹
尺寸为0.957 μm，已经包含设定下限内的所有夹杂
杂物进行统计和分析，参照GB/T 30834—2022 要
物[见图1b）]；图像分辨率为1 024像素×1 024像素
求，研究不同图像采集参数、灰度和阈值设置、保护
的像素尺寸为0.488 μm，在检测过程中会将所有高
区设置等参数对夹杂物统计结果的影响。
于其像素尺寸的夹杂物全部识别，再根据形态规则
2 试验结果与分析 筛选出 1 μm以上的夹杂物，大大降低了检测效率
2.1 图像采集参数对夹杂物统计分析结果的影响 [见图1c）]。结合实际情况，综合考虑采集效率及统
夹杂物的识别依赖于图像质量，图像质量与图 计效果，可知图像分辨率为512像素×512像素的检
像采集参数有关，图像采集参数主要有图像分辨率 测能力较好，检测时间较短。
和放大倍数。在进行夹杂物统计分析前，应首先 不同放大倍数对应的像素尺寸不同，识别出夹
确定检测夹杂物的最小尺寸。采集帘线钢试样的 杂物的数量也不同。当放大倍数为125倍时， 共检出
同一区域，设定夹杂物的最小检测尺寸（长度，下 夹杂物1 750个，少于放大倍数为200，300倍下的检
同）为 1 μm，在放大倍数为 200 倍的条件下，对分 出数量（见表1）。

表1 不同图像分辨率和放大倍数下帘线钢中夹杂物统计结果 个
检测尺寸/μm
项目 总数
1.0~1.5 1.5~2.0 2.0~5.0 >5.0
256×256 1 532 1 158 297 77 10
图像分辨率/
512×512 1 977 1 561 327 78 10
（像素×像素）
1 024×1 024 1 953 1 549 321 73 10
125 1 750 1 405 281 54 10
放大倍数/倍
300 1 997 1 580 329 78 10

图 1 不同图像分辨率下夹杂物的 SEM 形貌
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