锆合金高温氧化显微组织图片识别方法、系统、存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种锆合金高温氧化显微组织图片识别方法、系统、存储介质，包括获取待识别的金相图片；处理得到二值图像；形态学建模、连通域分析去噪；进行氧化膜、比例尺、α相、β相分割；颜色区分α相、β相、氧化膜区域、比例尺，形成输出图像，计算各相面积及面积占比；将待识别的金相图片进行深度学习获得预测金相图片，识别预测金相图片的氧化膜区域、计算氧化膜厚度；将得到的预测金相图片对应到输出图像；输出结果。将图像处理技术与深度学习技术结合，提高图片识别的准确性，具有良好的再现性；且将图片输入到识别系统中即可快速并迅速地获得输出结果，对认识锆合金的氧化规律和高温氧化对材料性能的影响有重要的意义。温氧化对材料性能的影响有重要的意义。温氧化对材料性能的影响有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
锆合金高温氧化显微组织图片识别方法、系统、存储介质


[0001]本专利技术涉及图像识别计算领域，具体涉及一种锆合金高温氧化显微组织图片识别方法、系统、存储介质。

技术介绍

[0002]核能是一种清洁高效能源，发展核能是当前我国坚定不移的能源发展战略方针。核燃料元件是核反应堆的屏障核心部件，对反应堆安全性和可靠性有极其重要的影响，包壳是核反应堆的第一道安全。锆合金由于具有低的热中子吸收截面、良好的耐腐蚀性能以及适中的力学性能，是当前水冷核反应堆唯一采用的燃料元件包壳材料，而研究锆合金的氧化规律和高温氧化对锆合金材料性能的影响可以为以锆合金作为燃料元件包壳设计以及反应堆在假想LCOA下的安全评价提供指导和参考依据。
[0003]在研究锆合金的氧化规律和高温氧化对锆合金材料性能的影响过程中，需要研究者准确分析锆合金在不同氧化气氛、氧化温度、氧化时间下，氧化组织中α相、β相所占比例，并完成氧化膜厚度测量。现有的操作方式为：研究者制备样品后，将样品的待分析面朝向显微镜物镜放置的载物台上，采集并保持待分析的金相照片；然后将待分析的金相图片与专用的数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锆合金高温氧化显微组织图片识别方法，其特征在于，包括S101：获取待识别的金相图片；S102：对获得的金相图片依次进行灰度化处理、非局部均值去噪、自适应阈值分割，得到二值图像；S103：对二值图像进行形态学建模、连通域分析去噪；S104：将经过连通域分析去噪的图像通过分水岭算法进行α相、β相、氧化膜区域分割；S105：寻找分割后得到的二值图像的闭合轮廓，颜色区分各个闭合轮廓为α相、β相、氧化膜区域、比例尺，形成输出图像，并计算各α相、β相的面积及α相、β相的面积占比；S201：将待识别的金相图片扩增后输入到预先完成金相图片识别训练的深度学习模型中预测运算，得到预测的金相图片，并识别预测金相图片的氧化膜区域，计算氧化膜厚度；S202：将得到的预测金相图片对应到S105中的输出图像；S301：输出图像、α相与β相的面积值及面积占比值、氧化膜的厚度。2.根据权利要求1所述的一种锆合金高温氧化显微组织图片识别方法，其特征在于，所述深度学习模型采用CNN架构的卷积神经网络模型。3.根据权利要求2所述的一种锆合金高温氧化显微组织图片识别方法，其特征在于，所述S201中识别预测金相图片氧化膜区域的方法为：定义卷积神经网络参数θ＝{θ1，θ2，θ3…
θ
n
}；在进行识别训练过程中，利用以下迭代公式更新所述卷积神经网络参数：其中θ
j
代表θ
j
:的迭代，代表一阶导数，L
B
代表分割损失函数，所述分割损失函数L
B
用于预测输入到深度学习模型中的待识别的金相图片分割的金相边界与识别训练的金相图片分割的金相边界的重合程度；然后对训练好的卷积神经网络的最后一层进行Softmax概率预测，进而预测所得到的预测金相图片的各像素点分类，Softmax概率预测值最大的区域即为氧化膜区域；其中x
i
代表预测的预测金相图片各像素点x属于i类的值，各个预测金相图片的所有像素点分类的Softmax概率预测值之和为1。4.根据权利要求3所述的一种锆合金高温氧化显微组织图片识别方法，其特征在于，所述分割的金相边界包括分割的α相、β相、氧化膜区域边界；所述分割损失函数L
B
的计算过程为：定义金相边界分割过程中的精确率召回率
其中B(x)＝x
‑
minpool(x)；代表金相图片的真实标签，y
pr
代表分割得到的金相图片的预测值，minpool表示最小池化，代表金相图片各相的真实边界，代表金相图片各相的预测边界，sum代表求运算的矩阵和；根据所述精确率P和召回率R计算分割边界的调和平均分数得金相图片的边界损失函数将边界损失函数与交叉熵函数L
C
进行加法运算，即得分割损失函数L
B
，其中：调和平均分数边界损失函数分割损失函数ω
b
，ω
C
分别代表边界损失函数和交叉熵函数L
C
的超参数。5.根据权利要求4所述的一种锆合金高温氧化显微组织图片识别方法，其特征在于，所述ω
b
为0.5，所述ω
...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵琬倩，彭小明，廖志海，高毅，贺喆南，黄赟浩，赵毅，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：