Tytuł artykułu
Autorzy
Identyfikatory
Warianty tytułu
Application of the image analysis method in microscopy.
Języki publikacji
Abstrakty
Wraz z wprowadzeniem do praktyki laboratoryjnej oraz przemysłowej nowoczesnych mikroskopów z cyfrową rejestracją obrazu pojawiła się możliwość wykorzystania metod analizy obrazu do poprawy jakości tych obrazów. Różne cele, jakie są do osiągnięcia w przypadku metalografii konwencjonalnej i ilościowej, znajdują swoje odzwierciedlenie w stosowanych metodach korekcyjnych. Konwencjonalny obraz metalograficzny powinien charakteryzować się przede wszystkim dużym kontrastem. Podstawowymi technikami zwiększającymi kontrast jest normalizacja i wyrównywanie histogramu stopni szarości. Istnieją również techniki bazujące na metodach morfologii matematycznej. Metody analizy obrazu mogą być zastosowane do minimalizacji zniekształceń obrazu struktury powstałych w trakcie ich rejestracji za pomocą mikroskopu świetlnego lub elektronowego. W metalografii ilościowej wyjściowy obraz szary (wieloodcieniowy) podlega skomplikowanym przekształceniom, w wyniku których otrzymuje się obraz binarny analizowanych obiektów. Obrazy będące wynikiem kolejnych przekształceń w mniejszym lub większym stopniu dziedziczą cechy obrazu wyjściowego. Powinien on zatem zawierać możliwie jak najwięcej informacji o analizowanych obiektach. W przypadku materiałów jednofazowych pozytywne rezultaty daje zastosowanie techniki światła spolaryzowanego. Pełna informacja o granicach ziarn wymaga jednak zarejestrowania i obróbki kilku obrazów wyjściowych tego samego miejsca. Mikroskop skaningowy jest uniwersalnym narzędziem badawczym pozwalającym zarówno na klasyczną obserwację struktury, jak i na ujawnienie składników tej struktury charakteryzujących się określonym składem chemicznym lub orientacją krystalograficzną. Wyposażenie mikroskopu skaningowego w detektor promieni X rozszerza obszar wykorzystania tego urządzenia o jakościową i ilościową analizę składu chemicznego w mikroobszarach oraz pozwala na ujawnienie obszarów występowania określonych faz na podstawie klasycznej oraz zmodyfikowanych metod mappingu. Często binaryzacja obrazu numerycznego jest poprzedzona procedurami korygującymi wady obrazu powstałe w trakcie przygotowywania zgładu oraz akwizycji. Pomiary wielkości będących podstawą do wyznaczenia ilościowej charkterystyki analizowanej struktury prowadzone są na obrazach binarnych. W procesie binaryzacji zwanej również detekcją wykorzystuje się informacje zawarte na histogramach stopni szarości. Rzeczywiste histogramy stopni szarości zazwyczaj znacznie odbiegają od idealnego, co powoduje, że automatyczne ustawianie progów detekcji jest bardzo utrudnione. Obraz binarny składa się zazwyczaj z punktów o określonym poziomie szarości. Istnieją jednak metody pozwalające na binaryzację opartą na innych kryteriach, np. lokalnym zorientowaniu elementów struktury. Przeprowadzone rozważania pokazują, że metody analizy obrazu można z powodzeniem stosować zarówno w metalografii jakościowej, jak i ilościowej.
When modern microscopes with the digital recording of an image were introduced in laboratory and industrial practice it was possible to use image analysis methods to improve quality of those images. Different aims which are to be reached in the case of traditional and quantitative metallography are reflected in the correction methods used. A traditional metallographic image should be characterised by, first of all, high contrast. Standarization and levelling of a histogram of grey levels are basic techniques increasing contrast. There are also techniques which are based on the mathematical morphology methods. The image analysis methods can be applied to minimize distortions of the structure image created during their recording by a light or electron microscope. In quatitative metallography the initial grey image (multishade) undergoes complex transformations, which results in a binary image of the analysed objects. Images resulting from successive transformations inherit features of the initial image to lesser or greater degree. It should contain as much information as it is possible about the analysed objects. In the case of single phase materials and application of the polarised light technique gives positive results. Complete information about grain boundaries requires recording and processing of several initial images from the same place. A scanning microscope is a universal research tool which allows both a traditional observation of a structure and revealing components of this structure characterised by the determined chemical composition or crystallographic orientation. Equipping a scanning microscope with the X-ray detector widens the application scope of this device about qualitative and quantitative analysis of chemical composition in the microareas and allows revealing areas of the determined phase presence on the basis of classical and modified mapping methods. Binarisation of a numerical image is often proceeded by procedures correcting image defects formed during the polished specimen preparation and acquisition. Measurements of parameters being the basis for determining quantitative characteristic of the analysed structure are performed on binary images. In the binarisation process also called detection, information included in the grey level histograms is used. Real histograms of grey levels usually deviate from ideal ones, which hampers an automatic setting of the detection thresholds. A binary image usually consists of points with the determined grey level. However, there are methods which allow binarisation on the basis of other criteria e.g. locally oriented elements of a structure. The above considerations show that image analysis methods can be successfully used both qualitative and quantitative metallography.
Słowa kluczowe
Wydawca
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
103--111
Opis fizyczny
Bibliogr. 12 poz., rys., tab.
Twórcy
autor
- Katedra Nauki o Materiałach Politechniki Śląskiej
- Politechnika Śląska, Katedra Nauki o Materiałach
Bibliografia
- [1] Voss K., Se H.: Praktische Bildverarbeitung, Carl Hanser Verlag München Wien, 1991
- [2] Wojnar L., Majorek M.: Komputerowa analiza obrazu, Fotobit Design, Kraków 1994
- [3] Szala J., Richter J.: Methods of the shading correction in the two-phase material structure images, Proceedings of International Conference on the Quantitative Description of Materials Microstructure QMAT’97, Warszawa 1997
- [4] Physique du metal: Rapport Finał Travaux effectus a 1’IRSID ST Germam du les mai 1977 au 31 avril 1981
- [5] Cwajna J., Maliński M., Szala J.: Aktualny stan i uwarunkowania rozwoju metalografii ilościowej, Inżynieria Materiałowa, 6 (89) 1995
- [6] Szala J., Cwajna J., Olszowka-Myalska A., Veit P.: Wykorzystanie wybranych technik mikroskopii skaningowej dla potrzeb metalografii ilościowej, Inżynieria Materiałowa, 6 (95) 1996
- [7] Szala J.: Zastosowanie metod analizy obrazu w nauce o materiałach i inżynierii materiałowej, Raport merytoryczny z realizacji zadań wykonanych w ramach pojektu badawczego KBN Nr 7T08A 02509, (praca niepublikowana)
- [8] Szala J., Cwajna J.: Image analysis of polycrystalline materials structure. oddano do druku w Acta Stereologica
- [9] Szumer A.: Podstawy ilościowej mikroanalizy rentgenowskiej, WNT, Warszawa 1994
- [10] Cwajna J., Szala J., Maliński M.: Image processing and image analysis in materials science: atlas – part 1, STERMAT’94, Proceedings, Beskidy, 3-6.10.1994
- [11] Jeuhn D., Kurdy M.B.: Directional mathematical morphology for oriented image restoration and segmentation, Centre de Morphologie Mathématique, N-28/91/M
- [12] From A., Sandström R.; Advanced image analysis of grain and two phase structures using GOP 300, Institutet för Metallforskning Forskningsrapport, IM-2767, 1991
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BOS3-0001-0031
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.