一种SD-OCT图像的青瓷釉层厚度测量方法技术

本发明专利技术公开了一种SD‑OCT图像的青瓷釉层厚度测量方法。通过测量样本青瓷釉层的厚度，建立不同类型青瓷釉层折射率的数据库；采集青瓷釉层的SD‑OCT图像；通过对青瓷釉层的SD‑OCT图像滤波和二值化，定位釉层的上边界；再边缘检测设计结构元素，使用结构元素对边缘检测后的图像进行闭运算，提取青瓷釉层下边界；釉层上下边界像素的差值乘以每个像素的物理深度计算青瓷釉层的厚度。本发明专利技术方法实现了青瓷釉层厚度的无损实时测量，测量精度达到微米级，精确度高，根据建立的青瓷釉层折射率数据库，能够测量各种青瓷的釉层厚度，具有较强的适应性，提高了测量的效率。

A Measuring Method of Celadon Glaze Thickness Based on SD-OCT Image

【技术实现步骤摘要】
一种SD-OCT图像的青瓷釉层厚度测量方法
本专利技术属于青瓷釉层厚度的自动化测量领域，涉及SD-OCT图像的处理方法，尤其是涉及了一种SD-OCT图像的青瓷釉层厚度测量方法。
技术介绍
我国陶瓷历史悠久，青瓷是陶瓷的主要种类之一，得到国内外人士的广泛关注和研究。釉层厚度与瓷器整体釉层厚度的均匀度是评判一件青瓷质量的主要因素之一，传统的青瓷釉层厚度测量方法是破坏瓷器进行物理测量，有一定的精度，但无法测量瓷器所有部位的釉层厚度并且是一种有损测量的方法，因此实现无损测量有重大意义。无损测量的方法到目前为止还没有专利技术，谱域光学相干层析成像(SD-OCT)通过测量物质的光学反射散射特性展现内部其结构形态和分布，目前瓷器SD-OCT图像已经用于瓷器的结构研究、瓷器的分类、定性鉴定，报道表明图像可以清楚展现瓷器的内部结构。使用SD-OCT成像技术测量青瓷釉层的厚度，实现无损、实时、不受测量位置限定的测量有着重要的研究价值。
技术实现思路
针对于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供了一种SD-OCT图像的青瓷釉层厚度测量方法，能够实时无损检测SD-OCT图像中青瓷釉层的厚度，配合青瓷制作的方法，为青瓷上釉均匀度的检测奠定了技术基础。如图1所示，本专利技术采用的技术方案是包括以下框架步骤：1)建立不同类型青瓷釉层折射率的数据库；2)采集青瓷釉层的SD-OCT图像；3)提取青瓷釉层上边界；4)提取青瓷釉层下边界；5)计算青瓷釉层的厚度。所述步骤1)具体为：1.1)收集不同类型且已知釉层厚度的青瓷样品；1.2)使用OQLabScope系统采集青瓷釉层的SD-OCT图像，以OQLabScope系统中的“DepthPerPixel”参数作为SD-OCT图像中每个像素的物理分辨率Pr，使用系统自带卡尺工具测量青瓷釉层的厚度调节“DepthPerPixel”参数，进而调节物理分辨率Pr，直到系统自带卡尺所测的青瓷釉层厚度与青瓷釉层实际的厚度相同；1.3)记录青瓷釉层SD-OCT图像每个像素的物理分辨率Pr，根据光学分辨率Or和物理分辨率Pr计算出每种青瓷釉层的折射率n，计算如下：所述的光学分辨率Or由光学采集系统处理获得。1.4)依次扫描所有类型的青瓷釉层，按步骤1.3)所述计算所有类型青瓷釉层的折射率并建立青瓷釉层折射率数据库。所述步骤2)具体为：使用OQLabScope系统采集待测釉层厚度的青瓷的SD-OCT图像，并使用3×5大小模板对图像进行中值滤波。所述步骤3)具体为：3.1)对滤波后的图像进行二值化处理；3.2)对二值化后图像中的每一列像素点，自上向下搜索该列出现第一个灰度值为1的像素点并记录此点作为待拟合像素点，记录每一列的待拟合像素点所在的行数Top(i)，其中i表示待拟合像素点所在的列数；3.3)记所有列的待拟合像素点所在的行数Top(i)的中位数为m，从i＝1开始检查并处理每一列的待拟合像素点所在的行数Top(i)的值：若第一列的待拟合像素点所在的行数Top(1)与中位数m之差的绝对值大于30，则将行数Top(1)更新替换为第二列的待拟合像素点所在的行数Top(2)至最后列的待拟合像素点所在的行数Top(I)之间的中位数，I表示最后一列的列数；若第二列的待拟合像素点所在的行数Top(2)与中位数m差的绝对值大于30，则将行数Top(2)的值更新为行数Top(1)；若i>2且第i列的待拟合像素点所在的行数Top(i)与第i-1列的待拟合像素点所在的行数Top(i-1)之差的绝对值大于30，则使用拉格朗日插值法更新行数Top(i)的值，计算如下：Top(i)＝2×Top(i-1)-Top(i-2)其中，i表示待拟合像素点的列序数；3.4)所有列的待拟合像素点所在的行数Top(i)更新完成后，以更新后的所有待拟合像素点构成上边界像素点，计算获得所有列的待拟合像素点所在的行数Top(i)的均值TopAverage。所述步骤4)具体为：4.1)使用canny算子对滤波后的图像进行边缘检测，生成的图像作为边缘检测图像Fb；4.2)定义一个半径为五个像素长度的圆形结构元se，使用结构元se对边缘检测图像Fb进行一次闭运算得到图像Fc，计算如下：Fc＝Fb·se其中，符号表示对图像的膨胀操作，符号表示对图像的腐蚀操作；膨胀操作的作用是“增长”或“粗化”二值图像中的物体，腐蚀操作的作用是“收缩”或“细化”二值图像中的物体，其都为图像的形态学操作。4.3)图像Fc中以连通的像素点为一个目标，连通是指像素点周围形成九宫格的的八邻域相通；然后统计目标的像素点个数，把所有目标按照包含像素点个数的多少从小到大排列，取位于中值的像素点个数作为点数阈值，删除像素点个数小于点数阈值的目标，之后再把目标分成两类：一类目标是所包含的像素点所占行数大于所占列数的目标，进行保留；另一类目标是所包含的像素点所占行数小于所占列数的目标，进行删除；4.4)统计图像Fc中剩余保留的所有目标中行位置最靠下的像素点所在的行数，求出此类所有像素点行位置的平均值BotAverage；4.5)青瓷釉层的SD-OCT图像中，釉层上边界与釉层下边界的每一列之间的D个像素距离计算如下：D＝BotAverage-TopAverage其中，TopAverage表示更新完成后的所有列的待拟合像素点所在的行数Top(i)的均值；4.6)将上述步骤3)中获得的上边界像素点按行向下平移D个像素距离作为青瓷釉层的下边界像素点的位置，并记作Bot(i)。所述的步骤5)所述具体为：5.1)根据所测量青瓷的类型x，获得这种青瓷对应的折射率nx，由步骤1)处理获得所采集的青瓷SD-OCT图像每个像素的物理分辨率Prx；5.2)将步骤4)获得的青瓷釉层SD-OCT图像上釉层的上下边界之间的距离转换为实际的釉层厚度T，计算如下：T＝D×Prx其中，D表示青瓷釉层SD-OCT图像上釉层的上下边界之间的距离。本专利技术通过测量样本青瓷釉层的厚度，计算不同种类青瓷的折射率，建立不同青瓷釉层折射率的数据库，通过对青瓷釉层的SD-OCT图像滤波和二值化，定位釉层的上边界，再通过对滤波后的图像进行边缘检测，设计结构元素，使用结构元素对边缘检测后的图像进行闭运算，之后为经过闭运算后的图像中的所有目标打上标签，删除不符合要求的目标，统计图像中所有符合要求的目标的像素所在位置，计算所有目标中纵向位置最小的像素的纵向均值，将其作为釉层下边界像素纵向位置的均值，再计算釉层上边界所有像素纵向位置的均值，釉层下边界像素的纵向位置均值减去釉层下边界像素的纵向位置均值的差值乘以每个像素的物理深度即为釉层的厚度。关键在于计算出的青瓷釉层折射率、软件算法及整个流程的逻辑。本专利技术方法实现了青瓷釉层厚度的无损实时测量，测量精度达到微米级，精确度高，根据建立的青瓷釉层折射率数据库，能够测量各种青瓷的釉层厚度，具有较强的适应性，提高了测量的效率。本专利技术的有益效果是：本专利技术可以实时无损的测量青瓷釉层任意位置的釉层厚度，摆脱了只有破坏青瓷才能检测其釉层厚度的问题。本专利技术精确定位青瓷釉层上边界和下边界的在图像中的位置，保证了测量的精确性和鲁棒性，建立不同青瓷釉层的折射率数据库，可以测量多类型的青瓷釉层的厚度，提高了测量的普适性。附图说明图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SD‑OCT图像的青瓷釉层厚度测量方法，其特征在于包括以下步骤1)建立不同类型青瓷釉层折射率的数据库；2)采集青瓷釉层的SD‑OCT图像；3)提取青瓷釉层上边界；4)提取青瓷釉层下边界；5)计算青瓷釉层的厚度。

【技术特征摘要】
1.一种SD-OCT图像的青瓷釉层厚度测量方法，其特征在于包括以下步骤1)建立不同类型青瓷釉层折射率的数据库；2)采集青瓷釉层的SD-OCT图像；3)提取青瓷釉层上边界；4)提取青瓷釉层下边界；5)计算青瓷釉层的厚度。2.根据权利要求1所述的一种SD-OCT图像的青瓷釉层厚度测量方法，其特征在于：所述步骤1)具体为：1.1)收集不同类型且已知釉层厚度的青瓷样品；1.2)使用OQLabScope系统采集青瓷釉层的SD-OCT图像，以OQLabScope系统中的“DepthPerPixel”参数作为SD-OCT图像中每个像素的物理分辨率Pr，使用系统自带卡尺工具测量青瓷釉层的厚度调节“DepthPerPixel”参数，进而调节物理分辨率Pr，直到系统自带卡尺所测的青瓷釉层厚度与青瓷釉层实际的厚度相同；1.3)记录青瓷釉层SD-OCT图像每个像素的物理分辨率Pr，根据光学分辨率Or和物理分辨率Pr计算出每种青瓷釉层的折射率n，计算如下：1.4)依次扫描所有类型的青瓷釉层，按步骤1.3)所述计算所有类型青瓷釉层的折射率并建立青瓷釉层折射率数据库。3.根据权利要求1所述的一种SD-OCT图像的青瓷釉层厚度测量方法，其特征在于：所述步骤2)具体为：使用OQLabScope系统采集待测釉层厚度的青瓷的SD-OCT图像，并使用3×5大小模板对图像进行中值滤波。4.根据权利要求1所述的一种SD-OCT图像的青瓷釉层厚度测量方法，其特征在于：所述步骤3)具体为：3.1)对滤波后的图像进行二值化处理；3.2)对二值化后图像中的每一列像素点，自上向下搜索该列出现第一个灰度值为1的像素点并记录此点作为待拟合像素点，记录每一列的待拟合像素点所在的行数Top(i)，其中i表示待拟合像素点所在的列数；3.3)记所有列的待拟合像素点所在的行数Top(i)的中位数为m，从i＝1开始检查并处理每一列的待拟合像素点所在的行数Top(i)的值：若第一列的待拟合像素点所在的行数Top(1)与中位数m之差的绝对值大于30，则将行数Top(1)更新替换为第二列的待拟合像素点所在的行数Top(2)至最后列的待拟合像素点所在的行数Top(I)之间的中位数，I表示最后一列的列数；若第二列的待拟合像素点所在的行数Top(2)与中位数m差的绝对值大于30，则将行数Top(2)的值更新为行数Top(1)；若i>2且第i列的待拟合像素点所在的行数Top(i)与第i-1列的待...

【专利技术属性】
技术研发人员：周扬，石龙杰，刘铁兵，施秧，汪凤林，黄俊，陈正伟，岑岗，周武杰，刘喜昂，吴茗蔚，吴迪，陈芳妮，陈才，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33