JP6107388B2 - 結合物質の顕微鏡画像解析方法、顕微鏡画像解析装置、及びコンピュータプログラム - Google Patents
結合物質の顕微鏡画像解析方法、顕微鏡画像解析装置、及びコンピュータプログラム Download PDFInfo
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Description
(1)複数の相から構成される結合物質の断面画像から、該結合物質の構成相が接する異相同士の境界線の長さを確定する画像解析方法であって、
結合物質を研磨加工する工程と、
前記研磨した結合物質の研磨面を顕微鏡撮影し画像を作成する工程と、
前記画像の輝度分布から、結合物質中の構成相の存在領域を確定する工程と、
前記確定した構成相の存在領域から異相同士の境界線を画定する工程と、
各異相同士の境界線の割合を導出する工程と、
前記構成相から一つ選択した任意の基準相に隣接する他相の境界線の割合を画定する工程と、
前記境界線の割合から、結合物質の特性を推定する工程と
からなることを特徴とする複数相から構成される結合物質の画像解析方法。
研磨加工した結合物質の研磨面の顕微鏡撮影データを入力し画像を作成する手段と、
前記画像の輝度分布から、結合物質中の構成相の存在領域を確定する手段と、
前記確定した構成相の存在領域から異相同士の境界線を画定する手段と、
各異相同士の境界線の割合を導出する手段と、
前記導出した境界線の割合を出力する手段と、
前記構成相から一つ選択した任意の基準相に隣接する他相の境界線の割合を画定する手段と、
前記境界線の割合から、結合物質の特性を推定する手段と
からなることを特徴とする複数相から構成される結合物質の画像解析装置。
(4)前記結合物質が焼結鉱であり、前記構成相が、ヘマタイト相、マグネタイト相、カルシウムフェライト相、スラグ相及び気孔相であることを特徴とする前記(3)に記載の複数相から構成される結合物質の画像解析装置。
(5)複数の相から構成される結合物質の断面画像から、異相が接する境界線の長さを確定する画像解析をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
研磨加工した結合物質の研磨面の顕微鏡撮影データを入力し画像を作成する工程と、
前記画像の輝度分布から、結合物質中の異相の存在領域を確定する工程と、
異相同士の境界線を画定する工程と、
各異相同士の境界線の割合を画定する工程と、
前記導出した境界線の割合を出力する工程と、
前記構成相から一つ選択した任意の基準相に隣接する他相の境界線の割合を画定する工程と、
前記境界線の割合から、結合物質の特性を推定する工程と
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
(1)複数の相を有する結合物質の組織画像において、着目する相に隣接する特定の相の境界線の長さの割合を示す隣接率を求めて解析する。
A+B+C=X
となっている。
実際の手法は、次の通りである。
図4に概念図を示す圧縮・膨張処理により、不連続なコントラストを削除する画像処理を行って、各相同士の隣接状況が明確になり、高精度の解析が可能となる。
そこで、輝度不明瞭な領域の両側に位置する相をいったん縮小し、輝度不明瞭な部分を画像情報的に削除したうえで、両側の相をそれらの境界に向かって、排他的に膨張させて隣接状態を作成し、境界線を画定する。
隣接率は、任意のある相の周囲長において、他相に接する線分長を比率で表した指標である。
図7において、もっとも濃く表示した相Xを基準相として、相Xより明色で表示した相A,B,Cとの隣接率を求める。
第1ステップは、基準相と他相の境界線の認識である。これは、画像中にある基準相Xのピクセルにおいて、縦横に隣接する4個のピクセルの相を識別することで行う。
もし、基準相Xの周囲に他相がない場合、ピクセルは図5(a)のような形態をとる。図6において、このような基準相Xは、その周囲4辺を白抜きの4辺(白線)で囲まれている。
逆に他相がある場合には、図5(b)の内のいずれかの形態をとる。図6における基準相の周囲に位置するピクセルは、周囲の4辺の内、1〜4辺を他相A,B,Cのいずれかの相と共有する。図6において、基準相Xのピクセルと隣接する他相は、斜線で表示されている。
第2ステップは、第1ステップで求めた境界線を繋ぎ合せて基準相Xの周囲長を算出する過程である。境界線の解析結果を、組織画像に適用することで、図6のように、基準相Xの全周長を算出することができる。図6に示した例において、基準相Xの周囲長(黒線)は、1ピクセルの1辺を単位として、30単位である。
第3ステップにおいて、基準相の全周囲長から隣接状態を解析する。
図6における基準相の周囲に隣接する相を各相毎に識別し、図7のように隣接率を計算する。
(1)気孔周りにヘマタイトが少ない(隣接率:24.2%)ので、還元性は低く、還元粉化率は高い。
(2)ヘマタイト周りには、カルシウムフェライトが多く存在する(隣接率:40.97%)ことから、焼結反応時には、融液がヘマタイト周辺に存在していたことが推察される。
次に、本発明の画像解析装置を説明する。
図8は、画像解析装置の機能的な構成の一例を示す図である。図8に示す各ブロックが有する機能は、例えば、コンピュータにインストールされている専用プログラムを実行することにより実現される。以下に、画像解析装置が有する機能の一例を説明する。
(画像作成部)
画像作成部は、成品歩留りサイズの焼結鉱(粒度5mm以上)等の結合物質に対して、樹脂による埋め込み研磨加工による断面研ぎ出しを行い、この断面を光学顕微鏡によって撮影したデータを入力し、画像を作成する。
(存在領域確定部)
得られた画像に対して、画素の輝度を統計処理して、図3に示されるような輝度分布のヒストグラムを作成し、輝度の違いから各構成対象(ヘマタイト、マグネタイト、カルシウムフェライト、スラグ及び気孔)に対応する輝度範囲を求め、多値化画像を得る。
(境界線確定部)
基準相と他相の境界線の認識を行う。組織画像中の全ての基準相Xのピクセルに対して解析を行い、ピクセルを識別し、境界線を画定する。
(境界線割合導出部)
基準相の全周囲長から隣接状態を解析する。基準相の周囲に隣接する相を各相毎に識別し、隣接率を計算する。
(出力部)
求めた隣接率を出力する。
なお、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び前記プログラム等のコンピュータプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
Claims (5)
- 複数の相から構成される結合物質の断面画像から、該結合物質の構成相が接する異相同士の境界線の長さを確定する画像解析方法であって、
結合物質を研磨加工する工程と、
前記研磨した結合物質の研磨面を顕微鏡撮影し画像を作成する工程と、
前記画像の輝度分布から、結合物質中の構成相の存在領域を確定する工程と、
前記確定した構成相の存在領域から異相同士の境界線を画定する工程と、
各異相同士の境界線の割合を導出する工程と、
前記構成相から一つ選択した任意の基準相に隣接する他相の境界線の割合を画定する工程と、
前記境界線の割合から、結合物質の特性を推定する工程と
からなることを特徴とする複数相から構成される結合物質の画像解析方法。 - 前記結合物質が焼結鉱であり、前記構成相が、ヘマタイト相、マグネタイト相、カルシウムフェライト相、スラグ相及び気孔相であることを特徴とする請求項1に記載の複数相から構成される結合物質の画像解析方法。
- 複数の相から構成される結合物質の断面画像から、該結合物質の構成相が接する異相同士の境界線の長さを確定する画像解析装置であって、
研磨加工した結合物質の研磨面の顕微鏡撮影データを入力し画像を作成する手段と、
前記画像の輝度分布から、結合物質中の構成相の存在領域を確定する手段と、
前記確定した構成相の存在領域から異相同士の境界線を画定する手段と、
各異相同士の境界線の割合を導出する手段と、
前記導出した境界線の割合を出力する手段と、
前記構成相から一つ選択した任意の基準相に隣接する他相の境界線の割合を画定する手段と、
前記境界線の割合から、結合物質の特性を推定する手段と
からなることを特徴とする複数相から構成される結合物質の画像解析装置。 - 前記結合物質が焼結鉱であり、前記構成相が、ヘマタイト相、マグネタイト相、カルシウムフェライト相、スラグ相及び気孔相であることを特徴とする請求項3に記載の複数相から構成される結合物質の画像解析装置。
- 複数の相から構成される結合物質の断面画像から、異相が接する境界線の長さを確定する画像解析をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
研磨加工した結合物質の研磨面の顕微鏡撮影データを入力し画像を作成する工程と、
前記画像の輝度分布から、結合物質中の異相の存在領域を確定する工程と、
異相同士の境界線を画定する工程と、
各異相同士の境界線の割合を画定する工程と、
前記導出した境界線の割合を出力する工程と、
前記構成相から一つ選択した任意の基準相に隣接する他相の境界線の割合を画定する工程と、
前記境界線の割合から、結合物質の特性を推定する工程と
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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