JPH0282374A - Void ratio measuring method for porous substance - Google Patents
Void ratio measuring method for porous substanceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 る。[Detailed description of the invention] Ru.
断面領域は濃度均一であるため、まず1次微分処理を施
し微分値の反転2値化処理をすると断面領域は抽出でき
るが空隙領域の中で濃度均一領域まで抽出される。Since the cross-sectional area has a uniform concentration, the cross-sectional area can be extracted by first performing first-order differential processing and inverting and binarizing the differential value, but even the uniform-concentration area within the void area is extracted.
上述の2値化画像をマスクとして原画像から濃度均一領
域を抜き出し、次の特徴量を用いて断面領域のみ分離し
それ以外の空隙領域との面積比を計算する。この特徴量
による判定は表1に示すとおりである。A uniform density area is extracted from the original image using the above-mentioned binarized image as a mask, and only the cross-sectional area is separated using the following feature amount, and the area ratio with respect to the other void areas is calculated. The determination based on this feature amount is as shown in Table 1.
特徴量
■平均濃度
表1
第2図は本発明を実施例するための測定装置のブロック
図を示す。Feature Quantity ■Average Concentration Table 1 FIG. 2 shows a block diagram of a measuring device for carrying out an embodiment of the present invention.
多孔質体の切断面を、光学顕微鏡1で拡大した像をCC
D (電荷結合素子)カメラ2で撮影して得られた画像
信号か、またはSEM(走査型電子顕微鏡)3で撮影し
て得られた画像信号をIP(画像処理装置)4へ送り、
IP4に設けられているA/D変換器でディジタル画像
に変換される。ディジタル画像はIF5内の画像メモリ
に格納され、高精細モニタ5へ画像表示され、必要に応
してハードコピー6でコピーされる。画像はディスク7
あるいはハードディスク8に記録することがてきる。CC image of the cut surface of the porous body enlarged with optical microscope 1
Send an image signal obtained by photographing with a D (charge-coupled device) camera 2 or an image signal obtained by photographing with a SEM (scanning electron microscope) 3 to an IP (image processing device) 4;
It is converted into a digital image by an A/D converter provided in IP4. The digital image is stored in the image memory in the IF 5, displayed on the high-definition monitor 5, and copied as a hard copy 6 if necessary. The image is disk 7
Alternatively, it can be recorded on the hard disk 8.
多孔質体の空隙率の測定は、rp<に設りられている画
像メモリに格納されたデータにEWS (エンジニアリ
ングワークステーション)9で第3図のフローチャート
に示す画像処理を施す。EWS9で処理された結果はモ
ニタ10に表示され、必要に応じてプリンタ11からプ
リント出力がなされる。To measure the porosity of the porous body, the data stored in the image memory provided at rp is subjected to image processing shown in the flowchart of FIG. 3 using an EWS (engineering workstation) 9. The results processed by the EWS 9 are displayed on a monitor 10, and printed out from a printer 11 if necessary.
本実施例における画像処理の例は、ポリエチレンの焼結
体を対象として測定したのものであり、SEM3から入
力した画像に対して
■1次微分オペレータによるエツジ検出0及転2値化
■小領域の除去
■領域の平均濃度、領域の濃度ヒストグラムのピーク幅
および領域輪郭のエツジ強度による断面領域と空隙領域
との判別
■空隙率(面積比)計算
の処理を行って空隙率を高速かつ高精度で測定している
。特徴量として前述した4種を定義し、対象物によって
この特徴量の適当な組合せを選択することができるよう
になりでいるので、多孔質体の多くの場合に適用でき空
隙率を高精度て測定することができる。The example of image processing in this example is the measurement of a polyethylene sintered body, and the image input from the SEM3 is: - Edge detection using a first-order differential operator - Binarization - Small area - Discrimination between cross-sectional areas and void areas based on the average density of the area, the peak width of the area concentration histogram, and the edge strength of the area outline - Processing of porosity (area ratio) calculation to calculate the porosity quickly and with high accuracy It is measured with. The four types mentioned above are defined as feature quantities, and an appropriate combination of these feature quantities can be selected depending on the object, so it can be applied to many cases of porous materials, and the porosity can be determined with high precision. can be measured.
第3図は本発明実施例の測定手順の概略を示すフローチ
ャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an outline of the measurement procedure according to the embodiment of the present invention.
第4図は第3図に示すフローチャートに従って処理され
たポリスチレン焼結体の処理画像を示す。FIG. 4 shows a processed image of a polystyrene sintered body processed according to the flowchart shown in FIG.
まず、ステップS1において、ポリスチレン焼結体切断
面をSEM3によって撮影し、得られた顕微鏡画像をI
F4に入力する。第4図 (Δ)に示す原画像が顕微鏡
画像であり、倍率は150倍である。First, in step S1, a cut surface of the polystyrene sintered body is photographed by SEM3, and the obtained microscopic image is
Enter in F4. The original image shown in FIG. 4 (Δ) is a microscopic image, and the magnification is 150 times.
濃度均一領域を抽出するためにステップS2において1
微分分オペレータによるエツジ検出が行なわれ、ステッ
プS3において、反転2値化の処理が行われる。このよ
うな処理で得られた画像が第4図(B)に示す。濃度均
一領域は白色で表わされている。1 in step S2 to extract a uniform density area.
Edge detection is performed using a differential operator, and inversion binarization processing is performed in step S3. An image obtained by such processing is shown in FIG. 4(B). The uniform density area is shown in white.
ステップS2およびS3における処理で得られた画像に
は小さな領域が存在するが、断面領域は所定の大きさ以
上であるため、ステップs4において小領域を除去する
画像処理が行なわれる。Although there are small regions in the images obtained by the processing in steps S2 and S3, since the cross-sectional region is larger than a predetermined size, image processing to remove the small regions is performed in step s4.
以上の処理により第4図(C)に示すように濃度均一領
域が1の値をもっ2値画像が得られる。Through the above processing, a binary image is obtained in which the uniform density area has a value of 1, as shown in FIG. 4(C).
次にステップS5において、第4図(’C)に示す2値
画像をマスクとして原画像(第4図(A)参照)より濃
度均一領域を切り出し、抽出された領域を4種の特徴量
を組合せて断面領域と空隙領域とを判別する。Next, in step S5, a uniform density region is cut out from the original image (see FIG. 4(A)) using the binary image shown in FIG. 4('C) as a mask, and four types of feature quantities are In combination, the cross-sectional area and void area are determined.
ステップS6において断面領域と空隙領域との面積比、
すなわち空隙率が計算される。そして、ステップS7に
おいて、空隙領域の面積比を空隙率としてモニタ10に
結果が表示される。In step S6, the area ratio between the cross-sectional area and the void area,
That is, the porosity is calculated. Then, in step S7, the result is displayed on the monitor 10 using the area ratio of the void region as the porosity.
以上のように行なわれた画像処理の詳細な処理内容は以
下のとおりである。The detailed contents of the image processing performed as described above are as follows.
(1)濃度均一領域の検出
濃度分布が−様な領域を検出するためには、濃7炎の変
化が少ないことから濃度の微分を行い、微分値の小さい
領域を抽出する。(1) Detection of a uniform density region In order to detect a region where the density distribution is -like, the concentration is differentiated because there are few changes in the density 7 flame, and regions with small differential values are extracted.
ディジタル画像の場合、微分は実際には差分として求め
る。第5図(A)および(8)に示す1微分分オペレー
タにより、水平方向の差分o(x、y)、垂直方向の差
分v (x 、y)を求める。第5図(A)は水平方向
の差分のオペレータであり、第5図(B)は垂直方向の
差分のオペレータである。+(x、y)を原画像中の点
(x 、 y) におりる濃度値とすると、u (x、
y) 、v (x、y) は次のとおりとなる。In the case of digital images, the differential is actually determined as a difference. A horizontal difference o(x, y) and a vertical difference v(x, y) are determined by the one-differential operator shown in FIGS. 5(A) and (8). FIG. 5(A) is an operator for differences in the horizontal direction, and FIG. 5(B) is an operator for differences in the vertical direction. If +(x, y) is the density value falling at the point (x, y) in the original image, then u (x,
y) and v (x, y) are as follows.
1−1(x、y)−1(x+I、y−1)+21(x+
I、y)+I(x+1.y+1)(1(x−1,y−1
)+21(x−1,y)+I(x−1,y+1))−(
1)V(x、y)−1(x−1,y−1)+21(x、
y−1)O(x+1.y−1)−(I(x−1,y+1
)+2I(x、y+1)+I(x+1.y+1))・・
・ (2)これより濃度勾配の大きさはE(x、y)a
(x、y)=N票y)’+V(x、y)’ −
(3)となる。1-1(x,y)-1(x+I,y-1)+21(x+
I,y)+I(x+1.y+1)(1(x-1,y-1
)+21(x-1,y)+I(x-1,y+1))-(
1) V(x,y)-1(x-1,y-1)+21(x,
y-1)O(x+1.y-1)-(I(x-1,y+1
)+2I(x,y+1)+I(x+1.y+1))...
・(2) From this, the size of the concentration gradient is E(x, y)a
(x, y) = N votes y)'+V(x, y)' −
(3) becomes.
1微分分により濃度勾配の大きさ(エツジ強度) E
(x、y)が得られる。画像中の背景から濃度均−領域
を分離するために次の反転2値化処理を行う。The size of the concentration gradient (edge strength) by one differential
(x, y) is obtained. In order to separate the uniform density area from the background in the image, the following inversion binarization process is performed.
反転2値化された画像には、断面領域および前述した空
隙領域の■および■のほかに局所的に濃度均一な小領域
まで検出されているので、所定の面積以下の領域を除去
する。検出されれた領域同士は連結しておらず、独立な
領域になっているので領域ごとに各種の特徴量を計算す
ることができる。In the inverted binarized image, in addition to the cross-sectional area and the above-mentioned void areas (2) and (2), even small areas with locally uniform density are detected, so areas smaller than a predetermined area are removed. Since the detected regions are not connected to each other and are independent regions, various feature quantities can be calculated for each region.
(2)特徴量による判別
(1)で得られた処理画像は2値画像であるので、原画
像および2値画像のIMごとに論理演算の和(AND)
をとって濃度均一領域を切り出し、それぞれの領域ごと
に特徴量を計算し、断面領域と空隙領域との特徴量の違
いをもとにそれぞれの領域を判別する。(2) Discrimination based on feature values Since the processed image obtained in (1) is a binary image, the sum (AND) of logical operations is performed for each IM of the original image and binary image.
A uniform density region is cut out, a feature amount is calculated for each region, and each region is discriminated based on the difference in feature amount between the cross-sectional region and the void region.
■領域の平均濃度により判別
平均濃度の小さい領域を除去することにより、空隙領域
■の奥深い所にある暗く見える領域を除去する。(2) Discrimination based on the average density of the area By removing areas with a small average density, dark-looking areas deep within the void area (2) are removed.
■領域の濃度分布のピーク幅による判別領域の濃度分布
を求めると、断面領域は平面であるため濃度分布が一様
であり、鋭いピークをもつ分布になるが、空隙領域■の
なだらかに傾斜している領域はより分散した分布をもっ
ている。濃度分布の特徴量として第6図に示すように半
値幅W2あるいはl/n値幅wnを定義し、それらの値
によって断面領域および空隙領域を判別する。■ Discrimination based on the peak width of the concentration distribution in the area When determining the concentration distribution in the area, since the cross-sectional area is a plane, the concentration distribution is uniform and has a sharp peak, but the concentration distribution in the void area ■ is gently sloped. Areas with a more dispersed distribution have a more dispersed distribution. As shown in FIG. 6, the half-value width W2 or the l/n value width wn is defined as a characteristic quantity of the concentration distribution, and the cross-sectional area and the void area are determined based on these values.
■領域輪郭のエツジ強度による判別
断面領域においては濃度は均一であるが、断面領域が途
切れた箇所では濃度が変化する。この箇所を輪郭と称す
る。断面領域の輪郭では濃度変化が急激であるため、1
次微分したときの濃度勾配の大きさ(エツジ強度)は大
きく、空隙領域■では傾斜がなだらかな領域であるため
、その輪郭ではエツジ強度は小さいので、輪郭のエツジ
強度によって判別することができる。(2) Discrimination based on edge strength of area contour The density is uniform in the cross-sectional area, but the density changes at places where the cross-sectional area is interrupted. This location is called a contour. Since the concentration change is rapid at the contour of the cross-sectional area, 1
The magnitude of the concentration gradient (edge strength) when subdifferentiated is large, and the gap region (3) has a gentle slope, so the edge strength is small in that contour, so it can be determined by the edge strength of the contour.
■領域の形状因子による判別
各領域の形状に着目すると、断面領域では滑らかな曲線
の輪郭になっており、空隙領域■では凹凸が急激な輪郭
になっているため、次の形状因子1あるいは2を定義し
、それらの値によフて判別する。■ Discrimination based on the shape factor of the region Looking at the shape of each region, the cross-sectional region has a smooth curved outline, while the void region ■ has a sharply uneven contour. are defined and determined based on their values.
形状因子1−周囲長/(外接図形の周囲長)あるいは
形状因子2−4π×面積/(周囲長)2断面および空隙
の各領域を判別するときの判定基準は次のように代表的
な数枚の画像から実験的に設定されている。Shape factor 1 - Perimeter length / (Perimeter length of circumscribed figure) or Shape factor 2 - 4π x Area / (Perimeter length) 2 The criteria for determining each section and void area is the representative number as follows. It is set experimentally from several images.
本実施例のポリエチレン焼結体の空隙率測定では、焼結
体サンプルの代表的な画像を数枚選び、それらの画像ご
とに濃度均一領域を検出後、各領域の形状因子を計算す
ると、形状因子1については、その値が大きい所は空隙
領域であり、小さい所は断面領域であるので、それらの
中間の値を判定基準とする。In measuring the porosity of a polyethylene sintered body in this example, several representative images of the sintered body sample are selected, and after detecting uniform density regions in each image, the shape factor of each region is calculated. Regarding factor 1, the area where the value is large is the void area, and the area where the value is small is the cross-sectional area, so the intermediate value between them is used as the criterion.
[発明の効果コ
以上説明したように、本発明においては、多孔質体の断
面を撮影して得られた画像から断面領域を分離・抽出し
、それ以外を空隙領域としてこれらの領域の面積比を言
」算することにより多孔質体の空隙領域を高精度で測定
することができるという効果がある。[Effects of the Invention] As explained above, in the present invention, a cross-sectional area is separated and extracted from an image obtained by photographing a cross-section of a porous body, and the area ratio of these areas is calculated by treating the other areas as void areas. By calculating this, the void area of the porous body can be measured with high precision.
第1図は多孔質体の断面を示す図、
第2図は本発明実施例における測定装置の構成図、
第3図は本発明実施例の処理手順を示すフローチャート
、
第4図は本発明実施例における処理画像を示す図、
第5図は本発明実施例における1次数分オペレータを示
す図、
第6図は本発明実施例における濃度分布を示す図である
。
1・・・光学顕微鏡、
2・・・CCO(電荷結合素子)カメラ、3・・・SE
M(走査型電子顕微鏡)、4・・・IP(画像処理装置
)、
5・・・高精細モニタ、
6・・・ハードコピー
7・・・光ディスク、
8・・・ハードディスク、
9・・・EWS (エンジニアリ
ン)、
lO・・・モニタ、
11・・・プリンタ。
ングワークステーショ
′#t、影1匈
タタpLl”E イ杢 θ 打面 をj(す図第1図
−−x
オく茫i男突宏靴イダ頒二お1すzl)欠籟ズ4≧オ公
し一夕を示す1囚第5図
手続補正書働刻
平成1年1月26日
1、事件の表示
特願昭63−233464号
2、発明の名称
多孔質体の空隙率測定方法
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
旭化成工業株式会社
4、代理人
住所〒107
東京都港区赤坂5丁目1番31号
第6セイコービル3階
(全送日 昭和63年12月20日)
6、補正の対象
明細書の「4図面の簡単な説明」の欄
7、補正の内容
(1)明細書第14頁第15行ないし第16行の「処理
画像を示す図、」を「粒子状構造物の処理画像を示す写
真、」に補正する。
(2)図面の第4図を別紙の通り補正する(内容に変更
なし)。
以 」二Fig. 1 is a diagram showing a cross section of a porous body, Fig. 2 is a configuration diagram of a measuring device in an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a flowchart showing a processing procedure in an embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a diagram showing the implementation of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a processed image in the example. FIG. 5 is a diagram showing the first-order operator in the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing the density distribution in the embodiment of the present invention. 1... Optical microscope, 2... CCO (charge coupled device) camera, 3... SE
M (scanning electron microscope), 4...IP (image processing device), 5...high definition monitor, 6...hard copy 7...optical disk, 8...hard disk, 9...EWS (engineering), lO...monitor, 11...printer. Ng work station'#t, shadow 1 匈tata pLl''E い杢 θ hitting surface をj (Fig. 1-- ≧ 1 prisoner showing a night in public 3. Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd. 4. Agent address: 3rd floor, Seiko Building 6, 5-1-31 Akasaka, Minato-ku, Tokyo 107 (all date of delivery: December 1988) 20th) 6. Column 7 of "4 Brief Description of Drawings" of the specification to be amended, Contents of the amendment (1) "Diagrams showing processed images" on page 14, lines 15 to 16 of the specification is corrected to "a photograph showing a processed image of a particulate structure." (2) Figure 4 of the drawings is corrected as shown in the attached sheet (no change in content). ``2''
Claims (1)
像する工程と、該撮像によって得られた画像中の断面領
域および空隙領域のうちの断面領域を分離・抽出する工
程と、該断面領域以外を空隙領域としてこれらの領域の
面積比を算出する工程とを含むことを特徴とする多孔質
体の空隙率測定方法。1) A step of imaging a cut surface obtained by cutting a porous body at a predetermined plane, and a step of separating and extracting a cross-sectional region and a cross-sectional region of the void region in the image obtained by the imaging. A method for measuring the porosity of a porous body, the method comprising the steps of: calculating the area ratio of these regions by defining a region other than the cross-sectional region as a void region.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63233464A JPH0282374A (en) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Void ratio measuring method for porous substance |
Applications Claiming Priority (1)
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JP63233464A JPH0282374A (en) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Void ratio measuring method for porous substance |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0282374A true JPH0282374A (en) | 1990-03-22 |
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ID=16955443
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0282374A (en) |
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1988
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