Процедура коррекции и компьютерный анализ изображений структуры нетканого материала

Процедура коррекции и компьютерный анализ изображений структуры нетканого материала

Разработанный нами программный комплекс для оценки направленности волокон в структуре нетканого материала с последующим прогнозом мультиаксиальных фи-зико-механических свойств синтезированного композитного материала позволил с высокой степенью точности и достоверности провести анализ и получить результаты для программно сгенерированных образцов нетканого материала с заданными параметрами расположения волокон [1]. Однако, изображения реальных образцов нетканого материала, полученные с помощью цифровых камер, сканеров, оптических или цифровых микроскопов, представляют собой полноцветные изображения, в которых довольно часто не используется весь диапазон значений интенсивностей, присутствуют искажения яркости и ее неравномерность. Все это отрицательно отражается на качестве визуальных данных и в большинстве случаев не позволяет четко выделить линии волокон в структуре нетканого материала.

Поэтому, для анализа изображений реальных образцов нетканого материала нами была проведена их предварительная обработка с целью максимально четкого выделения линий волокон. Процедура обработки включала в себя следующую последовательность действий: во-первых, полноцветное изображение конвертировалось в полутоновое изображение, представляющее плавный переход от черного цвета через серый к белому цвету. При этом волокна, которые образуют структуру нетканого материала, представлялись светлыми линиями на темном фоне. Затем настраивались параметры контрастности, яркости и резкости полутонового изображения с целью разделения волокон и усиления четкости их границ на общем фоне.

Описанная процедура коррекции изображений достигнута с использованием функций MATLAB [2], на основе которых нами создан программный блок, позволяющий реализовать процесс обработки изображений автоматически при их загрузке в разработанный нами программный комплекс для определения направления волокон в нетканом материале.

На рис. 1 А - В представлена проведенная нами процедура коррекции цифрового изображения нетканого материала из углеродных волокон, полученного с исполь-зованием оптического микроскопа: оригинальное изображения нетканого материала (А) было преобразовано в полутоновое изображение с увеличенной контрастностью (Б) и затем получено финальное изображение после применения фильтра коррекции параметров яркости и резкости (В).

Рис. 1

ЛИТЕРАТУРА

Ершов С.В., Калинин Е.Н., Тидт Т. Определение направленности волокон в углеродных нетканых структурах средствами преобразования Фурье. Известия вузов. Технология текстильной промышленности. Иваново, 2015, №6 (в печати).

Rafael C. Gonzalez, Richard Eugene Woods, Steven L. Eddins, Digital Image Processing Using MATLAB, Dorsing Kindersley, 2004, 620 p.

Количество показов: 464