專利名稱：一種數碼金相顯微圖像放大倍率的標定方法
技術領域：
本發明屬于顯微分析領域，涉及一種用于鋼鐵、有色金屬、機械工業等方面的企業、研究所及高校內的數碼金相顯微圖像放大倍率的標定方法。
背景技術：
傳統的照相系統采用膠片感光，每次拍照片都需要更換暗盒，不僅更換暗盒要占用許多時間，而且感光后的膠片需經過沖洗、顯影、放大等繁瑣的工作，這就需要相當長的時間才能最后看到拍攝的照片的質量，而倘若效果不佳，前面的所有工序都要重復一遍，這就大大降低了檢測的時效性，并嚴重制約了檢測工作的效率。為了金相分析實現計算機化，采用數碼相機采集照片。數碼相機采集的金相照片經傳輸到個人計算機后經相關圖形處理軟件進行灰度、調制等處理后可進行打印得到金相圖像。但此時得到的金相圖像沒有標尺標定，并且由于顯微放大倍率、數碼相機焦距等可變參數，使圖像的放大倍率不能準確地顯示。由于在金相分析工作中，許多標準都是通過比較法對其進行評級，如對石墨數量、晶粒度級別、滲碳體含量等的評級，因此要求顯微圖像必須有一個精確的放大倍率的標定。
發明內容
本發明的目的是本發明是結合顯微鏡照相系統數字化的方法，提出了一種具有溯源值并能實現金相顯微圖像標尺標定的方法。此方法有效地解決了難以精確標定數碼圖像放大倍率的問題，并能使金相定量分析更為準確和快速；使顯微圖像能在Word等文本編輯文檔中可實時改變放大倍率，而且還能夠批量處理，大大提高了勞動生產率。
本發明的基本原理1、測量基本原理1.1、標定已知的顯微標尺長度Lo→物鏡放大倍率Mo→其他光學部件光學接口數碼設備放大倍率Md→數字圖像像素No1.2測量需要測量的長度Lx→物鏡放大倍率Mo→其他光學部件光學接口數碼設備放大倍率Md→數字圖像像素Nx1.3計算Lo*Mo*Md＝No ①Lx*Mo*Md＝Nx ②由式①②推出Lx＝Lo/No*Nx③在數字圖像上測量出像素長度Nx，即可計算出物理長度Lx2、標定標尺
標定標尺目的是建立標準物理長度Lb與標定數字圖像像素No之間的對應關系。
2.1視長度標定數字圖像像素No。
2.2物理長度標準物理長度Lb2.3放大倍數一般指目鏡倍數*物鏡倍數。
2.4標尺文件每個物鏡對應一個標尺文件，測量時選擇相應文件。
3、選定標尺選定標尺的過程，也就是將2中的比例關系調入到系統中，用作測量基準的過程。
調入標尺調入保存的標尺文件，設定當前放大倍數和公英制單位轉換；加載標尺用選定的標尺文件及設定的參數，計算當前像素與物理長度關系(標尺)，調入系統用作后續測量基準。
具體的技術方案是(1)調整顯微鏡物鏡到所需的放大倍率，將有證顯微標尺放在金相顯微鏡的載物臺上，并將金相顯微鏡調整到正常的工作狀態；(2)調整顯微鏡視場光欄到要求的視場直徑；(3)調整數碼相機的變焦按鈕使上述觀察視場剛好充滿數碼相機整個顯示屏；(4)拍攝有證顯微標尺的記錄圖像，并在金相顯微鏡的輸出設備(個人計算機)上輸出被拍攝的有證顯微標尺的記錄圖像和記錄拍攝有證顯微標尺的記錄圖像時金相顯微鏡的工作參數及數碼相機的焦距；(5)測量標尺圖像的已知長度，將單位長度像數制作標尺文件來標定當前狀態下的象素的物理長度；(6)重復以上步驟，為不同測量物鏡倍數、不同數碼相機的焦距制作相應的標尺文件，形成標尺文件數據庫；(7)拍攝要檢測的樣品，得到數字化金相圖像；(8)在標尺文件數據庫中選擇相應狀態下的標尺文件調入并加載到當前的金相圖像操作系統，對數字化后的金相圖像進行標定；(9)將標定好的圖像以位圖輸出方式存儲到指定文件夾。
在以上步驟操作中物鏡倍率在5、10、20、40、50中選擇，視場光欄為80mm，數碼相機的變焦控制調節范圍為4.7～5.1。
本發明具有的效果(1)本發明采用的是有溯源值的顯微標尺，將顯微標尺圖像與待測樣品圖像有機結合進行精確標定；現有技術是采用畫圖等軟件對待測樣品圖像進行標定，中間存在傳輸圖片時的放大倍率誤差，標尺標定不夠準確；(2)本發明可以通過對不同狀態下有證顯微標尺圖像的采集，制作成不同的標尺文件，形成標尺文件數據庫，通過標尺標定系統對不同狀態下采集的待測樣品圖像進行標尺標定，從而可進行批處理；而現有技術只能一張圖片就需要畫一次標尺，而且不能保證前后標尺的一致性，不能進行批處理操作。
圖1為本發明標定后的ZEISS Axiophot2金相顯微鏡放大倍率為100、數碼相機焦距為4.7狀態下拍攝的夾雜物圖像。
圖2為本發明標定后的XF-800現場金相顯微鏡放大倍率為500、數碼相機焦距為5.1狀態下拍攝的金相組織為共晶萊氏體+馬氏體+殘余奧氏體的數碼圖像。
具體實施例方式實施例1參照圖1根據本發明所述方法，采用334萬像素的Nikon數碼相機，DELL PIV與ZEISSAxiophot2金相顯微鏡系統聯接。首先建立標尺文件數據庫(1)調整顯微鏡物鏡到所需的放大倍率，在倍率5、10、20、40、50中擇一，將有證顯微標尺放在金相顯微鏡的載物臺上，并將金相顯微鏡調整到正常的工作狀態；(2)調整顯微鏡視場光欄到要求的視場直徑80mm；(3)調整數碼相機的變焦按鈕(焦距在4.7～5.1選擇)使上述觀察視場剛好充滿數碼相機整個顯示屏；(4)拍攝有證顯微標尺的記錄圖像，并在金相顯微鏡的輸出設備(個人計算機)上輸出被拍攝的有證顯微標尺的記錄圖像和記錄拍攝有證顯微標尺的記錄圖像時金相顯微鏡的工作參數及數碼相機的焦距；(5)測量標尺圖像的已知長度，將單位長度像數制作標尺文件來標定當前狀態下的象素的物理長度；(6)重復以上步驟，為不同測量物鏡倍數、不同數碼相機的焦距制作相應的標尺文件，形成標尺文件數據庫；金相顯微圖像放大倍率的標定實施步驟(1)將待測樣品置于載物臺上，調整顯微鏡物鏡為10倍，數碼相機焦距為4.7，收集待測樣品的數碼圖像；(2)在標尺文件數據庫中選擇相應狀態下的標尺文件調入并加載到當前的金相圖像操作系統，對金相圖像進行標定；(3)將標定好的圖像以位圖輸出方式存儲到指定文件夾。當在Word等文本編輯文檔中對圖像編輯時，插入的標尺隨圖像倍率改變而實時改變。
實施例2參照圖2根據本發明所述方法，采用334萬像素的Nikon數碼相機與XF-800現場金相顯微鏡系統聯接。實施步驟(1)將帶有40倍物鏡的XF-800現場金相顯微鏡置于待檢樣品處，調整數碼相機焦距為5.1，收集待檢樣品的數碼圖像；(2)在標尺文件數據庫中選擇相應狀態下的標尺文件調入并加載到當前的金相圖像操作系統，對金相圖像進行標定；(3)將標定好的圖像以位圖輸出方式存儲到指定文件夾。
權利要求
1.一種數碼金相顯微圖像放大倍率的標定方法，其特征是包括以下步驟(1)調整顯微鏡物鏡到所需的放大倍率，將有證顯微標尺放在金相顯微鏡的載物臺上，并將金相顯微鏡調整到正常的工作狀態；(2)調整顯微鏡視場光欄到要求的視場直徑；(3)調整數碼相機的變焦按鈕使上述觀察視場剛好充滿數碼相機整個顯示屏；(4)拍攝有證顯微標尺的記錄圖像，并在金相顯微鏡的輸出設備如個人計算機上輸出被拍攝的有證顯微標尺的記錄圖像和記錄拍攝有證顯微標尺的記錄圖像時金相顯微鏡的工作參數及數碼相機的焦距；(5)測量標尺圖像的已知長度，將單位長度像數制作標尺文件來標定當前狀態下的象素的物理長度；(6)重復以上步驟，為不同測量物鏡倍數、不同數碼相機的焦距制作相應的標尺文件，形成標尺文件數據庫；(7)拍攝要檢測的樣品，得到數字化金相圖像；(8)在標尺文件數據庫中選擇相應狀態下的標尺文件調入并加載到當前的金相圖像操作系統，對數字化后的金相圖像進行標定；(9)將標定好的圖像以位圖輸出方式存儲到指定文件夾。
2.根據權利要求1所述的一種數碼金相顯微圖像放大倍率的標定方法，其特征是物鏡倍率在5、10、20、40、50中選擇。
3.根據權利要求1所述的一種數碼金相顯微圖像放大倍率的標定方法，其特征是視場光欄為80mm。
4.根據權利要求1所述的一種數碼金相顯微圖像放大倍率的標定方法，其特征是數碼相機的變焦控制調節范圍為4.7～5.1。
全文摘要
本發明涉及數碼金相顯微圖像放大倍率的標定方法，解決現有數碼金相顯微圖像其放大倍率無法精確標定的技術問題。本發明通過采用具有溯源值金相顯微標尺、調節金相顯微鏡的視場光欄、調節數碼相機的變焦控制，建立標準物理長度與標定數字圖像像素之間的對應關系，制作系統標尺文件；通過標尺文件調入并加載到當前的金相圖像操作系統，對數字化后的金相圖像進行標定。將標尺文件存放在標尺文件數據庫中，對于采用相同狀態得到的數碼顯微圖像，可以調用相應狀態的標尺文件，直接進行放大倍率標定，因此可以對相同狀態的圖像進行批處理。圖像標定時在原始圖像上精確插入標尺，當對圖像編輯時，插入的標尺隨圖像倍率改變而實時改變。該方法有效地提高了金相檢測工作效率。
文檔編號G02B21/00GK1825158SQ20051002405
公開日2006年8月30日 申請日期2005年2月25日 優先權日2005年2月25日
發明者穆海玲, 徐禮玲, 裴新華, 趙楠 申請人:寶鋼集團上海梅山有限公司