[发明专利]一种自适应材料背景色的多尺度黑白散斑设计方法

权利要求书

1.一种自适应材料背景色的多尺度黑白散斑设计方法，用以对本身具有不均匀背景色和图案的材料进行多尺度的试验，其特征在于，该方法包括宏观观测区域的散斑生成部分、细观观测区域的散斑生成部分以及散斑设计图的合成部分，其中，宏观观测区域的散斑生成部分包括以下步骤：

101)根据实验需求确定待测试样表面上的宏观观测区域范围；

102)根据宏观观测区域范围确定所需画布的尺寸；

103)对待测试样的表面进行扫描，得到宏观观测区域的材料背景色分布图，并将材料背景色分布图缩放变换为画布的尺寸大小，并基于最大间方差法对材料背景色分布图进行二值化；

104)确定宏观散斑在画布中的尺寸，进而根据散斑面积比确定画布网格的边长；

105)将画布按确定的边长进行网格化划分，并在每个网格内随机位置生成宏观散斑。

2.根据权利要求1所述的一种自适应材料背景色的多尺度黑白散斑设计方法，其特征在于，所述的步骤102)中，根据宏观观测区域范围、散斑设计图的分辨率确定画布的尺寸，则有：

S_c＝L₁×ppi

其中，S_c为画布的边长所占像素点数，L₁为宏观观测区域在试样上的边长实际大小，ppi为散斑设计图的分辨率。

3.根据权利要求1所述的一种自适应材料背景色的多尺度黑白散斑设计方法，其特征在于，所述的步骤103)中，基于最大间方差法对材料背景色分布图进行二值化具体为：

1031)将材料背景色分布图转换为灰度图，获取像素点的灰度范围[0，L-1]；

1032)在灰度范围[0，L-1]选取灰度阈值T，使得在分割后的两个区域的总方差最大；

1033)根据灰度阈值T将灰度图进行划分，像素灰度大于T表明区域材料背景色较深，采用黑色表示，像素灰度小于T表明区域材料背景色较浅，采用白色表示，完成二值化。

4.根据权利要求3所述的一种自适应材料背景色的多尺度黑白散斑设计方法，其特征在于，所述的步骤1032)中，总方差的表达式为：

σ_B²＝P₀(μ₀-μ)²+P₁(μ₁-μ)²＝P₀P₁(μ₀-μ₁)²

μ＝P₀μ₀+P₁μ₁

P₁＝1-P₀

其中，n_i为图像中灰度为i的像素数，N为总像素数，P_i为灰度值i出现的概率，P₀为C₀区域灰度值出现的概率，P₁为C₁区域灰度值出现的概率，C₀和C₁分别表示由灰度阈值T分为的两类区域，μ₀为C₀区域的平均灰度，μ₁为C₁区域的平均灰度，μ为整幅图像的平均灰度，σ_B²为两个区域的总方差。