一种复合材料填充颗粒取向度定量评估方法及系统

技术特征：
1.一种复合材料填充颗粒取向度定量评估方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、获取待测复合材料截面显微图，并将其转化为灰度图；s2、以某一角度放置灰度图，对其进行处理，得到二值化图像；s3、依次遍历二值化图像中的所有像素块，求得图像纵向连续度ssv和图像横向连续度ssh，进而得到竖直取向度ori，具体包括：s31、令图像纵向连续度ssv和图像横向连续度ssh的初始值为0；定义遍历到的像素块为第j个像素块，其初始值为1；s32、对第j个像素块，如该像素块为黑色，则跳过此像素块；如该像素块为白色，则根据连续度权重函数f(s)求得该像素块的纵向向上连续度sv1、纵向向下连续度sv2、横向向左连续度sh1、横向向右连续度sh2；进而迭代更新ssv＝ssv sv1 sv2，ssh＝ssh sh1 sh2；s33、执行j＝j 1，重复步骤s32，直至二值化图像中的所有像素块遍历完成，得到最终的ssv和ssh，则二值化图像的竖直取向度ori＝(1-ssh/ssv)
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100％；s4、按预设角度多次旋转灰度图，每旋转一次即重复步骤s2和s3，得到竖直取向度随旋转角度变化的曲线，该曲线中竖直取向度的最大值及其对应的旋转角度即为图像取向度与取向角度。2.如权利要求1所述的复合材料填充颗粒取向度定量评估方法，其特征在于，步骤s32中，纵向向上连续度sv1、纵向向下连续度sv2的计算方法如下：(1)令向上遍历个数m和纵向向上连续度sv1的初始值为0；基于像素块向上依次进行遍历，判断下一像素块颜色：如下一像素块为白色，则令m＝m 1，sv1＝sv1 f(m)，如下一像素块为黑色，则停止遍历；当遍历的像素块到达图像边缘时，停止遍历；停止遍历时的sv1即为最终的纵向向上连续度；(2)令向下遍历个数n和纵向向下连续度sv2的初始值为0；基于像素块向下依次进行遍历，判断下一像素块颜色：如下一像素块为白色，则令n＝n 1，sv2＝sv2 f(n)，如下一像素块为黑色，则停止遍历；当遍历的像素块到达图像边缘时，停止遍历；停止遍历时的sv2即为最终的纵向向下连续度。3.如权利要求1所述的复合材料填充颗粒取向度定量评估方法，其特征在于，步骤s32中，横向向左连续度sh1、横向向右连续度sh2的计算方法如下：(1)令向左遍历个数p和横向向左连续度sh1的初始值为0；基于像素块向左依次进行遍历，判断下一像素块颜色：如下一像素块为白色，则令p＝p 1，sh1＝sh1 f(p)，如下一像素块为黑色，则停止遍历；当遍历的像素块到达图像边缘时，停止遍历；停止遍历时的sh1即为最终的横向向左连续度；(2)令向右遍历个数q和横向向右连续度sh2的初始值为0；基于像素块向右依次进行遍历，判断下一像素块颜色：如下一像素块为白色，则令q＝q 1，sh2＝sh2 f(q)，如下一像素块为黑色，则停止遍历；
当遍历的像素块到达图像边缘时，停止遍历；停止遍历时的sh2即为最终的横向向右连续度。4.如权利要求1所述的复合材料填充颗粒取向度定量评估方法，其特征在于，连续度权重函数f(s)为关于变量s的一元一次函数，且对于任意正整数变量s，f(s)均大于0。5.如权利要求1所述的复合材料填充颗粒取向度定量评估方法，其特征在于，步骤s2，获取二值化图像，具体包括：s21、对灰度图进行填充颗粒边缘提取，以区分复合材料中填料颗粒与高分子基体，获取边缘提取后图像；s22、对边缘提取后图像进行图像滤波处理，以滤去图像中环境噪点；s23、对滤波处理后图像进行二值化处理，将灰度值大于预设二值化阈值的像素块设定为白色像素块，否则设定为黑色像素块，得到二值化图像，其中白色像素块由填充颗粒边缘产生。6.如权利要求1所述的复合材料填充颗粒取向度定量评估方法，其特征在于，利用光学显微镜或扫描电子显微镜获取待测复合材料截面显微图。7.如权利要求1-6任一项所述的复合材料填充颗粒取向度定量评估方法，其特征在于，设定初始时，灰度图角度为0度；旋转图像时，每次旋转1度，共旋转180次。8.一种复合材料填充颗粒取向度定量评估系统，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于执行如权利要求1-7任一项所述的复合材料填充颗粒取向度定量评估方法。

技术总结
本发明属于复合材料检测技术领域，并具体公开了一种复合材料填充颗粒取向度定量评估方法及系统，其包括S1、获取待测复合材料截面显微图，并转化为灰度图；S2、处理灰度图，得到二值化图像；S3、遍历二值化图像中的所有像素块，求得图像纵向连续度SSV和图像横向连续度SSH，进而得到竖直取向度ORI；S4、按预设角度多次旋转二值化图像，每旋转一次即重复步骤S2和S3，得到竖直取向度随旋转角度变化的曲线，该曲线中竖直取向度的最大值及其对应的旋转角度即为图像取向度与取向角度。本发明无需其他复杂设备仪器，且不受填料颗粒晶体结构影响；同时本发明对二值化信息进行全图处理，针对复杂的填料颗粒信息也有优异的评估效果。杂的填料颗粒信息也有优异的评估效果。杂的填料颗粒信息也有优异的评估效果。


技术研发人员：罗小兵 张信峰 谢斌 周姝伶 杨烜 范义文 胡润
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2022.08.24
技术公布日：2022/11/11