[发明专利]一种陶瓷显微图像气泡的提取方法

权利要求书

1.一种陶瓷显微图像气泡的提取方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，通过显微照相机获取陶瓷碎片显微图像；

步骤2，对显微图像进行抑制噪声和平滑图像处理，得到预处理后的显微图像；

步骤3，对预处理后的显微图像经过灰度共生矩阵提取显微图像的气泡纹理特征；

设置显微图像灰度等级为K，设置灰度共生矩阵提取方向θ与步长d，将方向与步长的统一变换称为Δ；

对于显微图像中的每一个像素点(x，y)，存在该点的灰度值为p1，以及对应的另一个像素点(x+Δ，y+Δ)，存在该点的灰度值为p2；则这两个点构成的构点对{(x，y)，(x+Δ，y+Δ)}的灰度值为(p1，p2)；

设置一个滑动窗口，使点(x，y)在整个图像上移动，这时会得到很多不同的(p1，p2)的值，将(p1，p2)出现的次数记录在M矩阵中；

最后将M举证中的数据归一化为出现的概率概率分布，得到该图像的灰度共生矩阵；

步骤4，对于计算出来的共生矩阵，利用纹理特征公式，计算出相应的纹理；

步骤5，将处理后的图像输入到Unet分割算法中进行气泡特征的提取：

S51：将灰度共生矩阵处理后的图像大小进行调整，调整后的大小为256*256*3，将调整后的图像作为Unet的输入，输入的图像先经过下采样层，下采样层为前五层：

S52：通过下采样操作之后，进行上采样操作，上采样层为后五层，与下采样中大小相同的图像拼接后再通过卷积操作；

S53：前九层卷积使用的是relu激活函数，最后一层使用sigmoid激活函数，损失函数使用的是交叉熵损失。

2.如权利要求1所述的陶瓷显微图像气泡的提取方法，其特征在于：所述步骤2具体处理过程如下：

S21：设置滑动窗口大小为3x3，取显微图像中心点为(x，y)；

S22：设置卷积核以及权重σ，使用下面公式进行计算：

S23：遍历完整个图像，得到预处理后的显微图像。

3.如权利要求1所述的陶瓷显微图像气泡的提取方法，其特征在于：所述步骤4根据灰度共生矩阵，采用均值，方差，对比度，角二阶矩作为特征量计算出相应的纹理；

均值：

方差：

对比度：

角二阶矩：

式中，M为图像宽度，N为图像高度，i为该像素点横坐标，j为该像素点纵坐标，d为步长，θ为旋转角度。

4.如权利要求1、2或3所述的陶瓷显微图像气泡的提取方法，其特征在于：所述步骤5中下采样层为前五层：

第一层：卷积核5x5，步长为1的卷积层，卷积核为2x2的池化层；

第二层：卷积核3x3，步长为1的卷积层，卷积核为2x2的池化层；

第三层：卷积核为1x1，步长为1的卷积层，卷积核为2x2的池化层；

卷积核为3x3，步长为1的卷积层，卷积核为2x2的池化层；

第五层：卷积核为1x1，步长为1的卷积层，卷积核为2x2的池化层；

输出的每一层大小分别为128x128x64，64x64x128，32x32x256，16x16x512，8x8x1024。

5.如权利要求4所述的陶瓷显微图像气泡的提取方法，其特征在于：所述步骤5中卷积操作具体为：

SS1：第六层先与第四层的输出拼接后，再经过卷积核5x5，步长为1的卷积层，卷积核为2x2的池化层；

SS2：第七层先与第三层的输出拼接后，再经过卷积核3x3，步长为1的卷积层，卷积核为2x2的池化层；

SS3：第八层先与第二层的输出拼接后，再经过卷积核为1x1，步长为1的卷积层，卷积核为2x2的池化层；

SS4：第九层先与第一层的输出拼接后，再经过卷积核为3x3，步长为1的卷积层，卷积核为2x2的池化层；

SS5：第十层：卷积核为1x1，步长为1的卷积层，卷积核为2x2的池化层；

输出的每一层大小分别为16x16x512，32x32x256，64x64x128，128x128x64，256x256x3。

6.如权利要求4所述的陶瓷显微图像气泡的提取方法，其特征在于：所述步骤5中所述最后一层上采样层后连接全连接层作为输出。