铸坯等轴晶智能识别及性能判定方法、系统及存储介质技术方案

本说明书实施例公开一种铸坯等轴晶智能识别及性能判定方法、系统及存储介质，通过图像处理技术和语义分割技术，实现对等轴晶试样中等轴晶区域智能精准自动分割，结合计算机图形测量技术，实现对等轴晶区域自动测量、等轴晶率自动计算和等轴晶率分布评估，进一步的基于等轴晶率、等轴晶率分布对等轴晶试样的等轴晶性能进行判定，实现对试样等轴晶性能智能判定，解决现有等轴晶人工测量存在的效率差、准确性低、同一性差、不科学等问题。不科学等问题。不科学等问题。

【技术实现步骤摘要】
铸坯等轴晶智能识别及性能判定方法、系统及存储介质


[0001]本说明书实施例涉及钢铁冶金自动化及图像处理领域，尤其涉及一种铸坯等轴晶智能识别及性能判定方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]连铸是我国钢材生产的主要方法，连铸坯的质量在很大程度上直接决定了钢材成品质量。连铸坯的质量与其凝固组织密切相关，通常由三部分构成：表面的细小等轴晶部分、中部柱状晶和中心等轴晶。连铸坯的凝固组织对钢的加工性能和机械性能影响很大，除某些特殊用途的钢种要求柱状晶组织外，绝大部分钢种都希望获得等轴晶区大的铸坯组织，同时希望等轴晶细小、均匀。铸坯的等轴晶所占比率越大，钢材的综合力学性能越好。因此，铸坯的等轴晶率的高低是衡量铸坯质量好坏的关键因素。
[0003]目前，国内大多数钢厂技术人员通过观察铸坯的低倍组织，分析不同连铸工艺参数对铸坯中心等轴晶率的影响，从而实现连铸工艺参数优化。现有铸坯等轴晶率检测方法虽然可以对铸坯组织进行定量测量，但等轴晶区域划分、测量和评判主要依靠人工，还存在如下问题：
[0004]1.铸坯柱状晶区与中心等轴晶区、边部等轴晶区相交融，其边界并不是直线，而人工进行处理时常常采用直线进行划分，存在一定的分割误差，影响等轴晶率的测量结果；
[0005]2.基于人工划分区域，采用卷尺对不同晶粒区域尺寸进行人工测量，受制于不同测量人员的技能熟练程度，存在测量精度不高、测量效率低、测量和评判结果同一性较差等缺点；
[0006]3.铸坯组织性能不仅与等轴晶率高低有关，而且与等轴晶分布密切相关。目前，现有铸坯组织性能人工评判主要依据等轴晶率大小，对等轴晶分布没有相应的检测手段，缺少相应的评判方法，无法满足现场全面评判铸坯组织性能的需求。

技术实现思路

[0007]本说明书实施例提供及一种铸坯等轴晶智能识别及性能判定方法、系统及存储介质。
[0008]第一方面，本说明书实施例提供一种铸坯等轴晶智能识别及性能判定方法，所述方法包括：
[0009]获取等轴晶试样的等轴晶试样图像；
[0010]通过预先训练好的语义分割模型对等轴晶试样的等轴晶试样图像进行分割，得到等轴晶区域；
[0011]对等轴晶区域进行测量，获得等轴晶率和等轴晶率分布；
[0012]基于等轴晶率、等轴晶率分布对等轴晶试样的等轴晶性能进行判定。
[0013]可选的，所述语义分割模型的训练方法为：
[0014]对采集得到的等轴晶试样图像进行预处理，得到预处理图像；
[0015]获得等轴晶试样图像训练集，所述等轴晶试样图像训练集包括多张未进行标注的预处理图像和多张标注了等轴晶区域的预处理图像；
[0016]基于所述等轴晶试样图像训练集对等轴晶分割网络模型进行训练；
[0017]当等轴晶分割网络模型的损失函数收敛或训练次数达到预定值，结束对等轴晶分割网络模型进行训练，得到训练好的等轴晶分割网络模型。
[0018]可选的，所述对等轴晶区域进行测量，获得等轴晶率和等轴晶率分布，包括：
[0019]获得试样等轴晶区域面积和试样总面积；试样等轴晶区域面积为等轴晶试样图像中等轴晶区域的面积，试样总面积为等轴晶试样图像中试样铸坯所占的面积；
[0020]基于所述等轴晶区域面积和试样总面积，获得等轴晶率；
[0021]基于铸坯试样沿铸坯宽度方向上的等轴晶率获得等轴晶率分布。
[0022]可选的，对等轴晶试样图像进行预处理，得到预处理图像，包括：
[0023]对等轴晶试样图像进行灰度变换、倾角矫正、图像去噪、图像缩放处理，得到预处理图像。
[0024]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种铸坯等轴晶智能识别及性能判定系统，所述系统包括等轴晶图像采集模块和等轴晶智能检测及判级模块；其中，
[0025]所述等轴晶图像采集模块用于，获取等轴晶试样的等轴晶试样图像；
[0026]所述等轴晶智能检测及判级模块包括等轴晶语义分割模块、等轴晶测量模块、铸坯参数模块、等轴晶判级模块；
[0027]所述等轴晶语义分割模块用于通过预先训练好的语义分割模型对等轴晶试样的等轴晶试样图像进行分割，得到等轴晶区域；
[0028]所述等轴晶测量模块用于对等轴晶区域进行测量，获得等轴晶率和等轴晶率分布；
[0029]所述铸坯参数模块用于存储铸坯生产的过程参数；
[0030]所述等轴晶判级模块用于基于等轴晶率、等轴晶率分布对等轴晶试样的等轴晶性能进行判定。
[0031]可选的，所述等轴晶语义分割模块还用于：
[0032]对采集得到的等轴晶试样图像进行预处理，得到预处理图像；
[0033]获得等轴晶试样图像训练集，所述等轴晶试样图像训练集包括多张未进行标注的预处理图像和多张标注了等轴晶区域的预处理图像；
[0034]基于所述等轴晶试样图像训练集对等轴晶分割网络模型进行训练；
[0035]当等轴晶分割网络模型的损失函数收敛或训练次数达到预定值，结束对等轴晶分割网络模型进行训练，得到训练好的等轴晶分割网络模型。
[0036]可选的，所述等轴晶测量模块具体用于：
[0037]获得试样等轴晶区域面积和试样总面积；试样等轴晶区域面积为等轴晶试样图像中等轴晶区域的面积，试样总面积为等轴晶试样图像中试样铸坯所占的面积；
[0038]基于所述等轴晶区域面积和试样总面积，获得等轴晶率；
[0039]基于铸坯试样沿铸坯宽度方向上的等轴晶率获得等轴晶率分布。
[0040]可选的，对等轴晶试样图像进行预处理，得到预处理图像，包括：
[0041]对等轴晶试样图像进行灰度变换、倾角矫正、图像去噪、图像缩放处理，得到预处
理图像。
[0042]可选的，所述系统还包括数据接口和连铸二级模块，
[0043]所述等轴晶图像采集模块用于，获取等轴晶试样的等轴晶试样图像；
[0044]所述数据接口用于连接所述等轴晶图像采集模块、所述连铸二级模块和所述等轴晶智能检测及判级模块，以实现所述等轴晶图像采集模块、所述连铸二级模块和所述等轴晶智能检测及判级模块之间的数据通讯；
[0045]所述连铸二级模块用于记录连铸生产过程中的数据。
[0046]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
[0047]本说明书实施例有益效果如下：
[0048]本说明书实施例提供方案，通过获取等轴晶试样的等轴晶试样图像，通过预先训练好的语义分割模型对等轴晶试样的等轴晶试样图像进行分割，得到等轴晶区域，对等轴晶区域进行测量，获得等轴晶率和等轴晶率分布；基于等轴晶率、等轴晶率分布对等轴晶试样的等轴晶性能进行判定。通过图像处理技术和语义分割技术，实现对等轴晶试样中等轴晶区域智能精准自动分割，结合计算机图形测量技术，实现对等轴晶区域自动测量、等轴晶率自动计算和等轴晶率分布评估，进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铸坯等轴晶智能识别及性能判定方法，其特征在于，所述方法包括：获取等轴晶试样的等轴晶试样图像；通过预先训练好的语义分割模型对等轴晶试样的等轴晶试样图像进行分割，得到等轴晶区域；对等轴晶区域进行测量，获得等轴晶率和等轴晶率分布；基于等轴晶率、等轴晶率分布对等轴晶试样的等轴晶性能进行判定。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述语义分割模型的训练方法为：对采集得到的等轴晶试样图像进行预处理，得到预处理图像；获得等轴晶试样图像训练集，所述等轴晶试样图像训练集包括多张未进行标注的预处理图像和多张标注了等轴晶区域的预处理图像；基于所述等轴晶试样图像训练集对等轴晶分割网络模型进行训练；当等轴晶分割网络模型的损失函数收敛或训练次数达到预定值，结束对等轴晶分割网络模型进行训练，得到训练好的等轴晶分割网络模型。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对等轴晶区域进行测量，获得等轴晶率和等轴晶率分布，包括：获得试样等轴晶区域面积和试样总面积；试样等轴晶区域面积为等轴晶试样图像中等轴晶区域的面积，试样总面积为等轴晶试样图像中试样铸坯所占的面积；基于所述等轴晶区域面积和试样总面积，获得等轴晶率；基于铸坯试样沿铸坯宽度方向上的等轴晶率获得等轴晶率分布。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对等轴晶试样图像进行预处理，得到预处理图像，包括：对等轴晶试样图像进行灰度变换、倾角矫正、图像去噪、图像缩放处理，得到预处理图像。5.一种铸坯等轴晶智能识别及性能判定系统，其特征在于，所述系统包括等轴晶图像采集模块和等轴晶智能检测及判级模块；其中，所述等轴晶图像采集模块用于，获取等轴晶试样的等轴晶试样图像；所述等轴晶智能检测及判级模块包括等轴晶语义分割模块、等轴晶测量模块、铸坯参数模块、等轴晶判级模块；所述等轴晶语义分割模块用于通过预先训练好的语义分割模型对等轴晶试样的等轴晶试样图像进行分割，得到等轴晶区域；所述等轴晶测量模...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓攀，刘洋，孔勇江，李华，陈国威，胡念慈，盛喜松，严开勇，郭满平，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：