[发明专利]一种基于偏微分方程的纳米颗粒尺寸测量方法

摘要

本发明公开了一种基于偏微分方程的纳米颗粒尺寸测量方法，包括：1)输入一幅纳米颗粒图像I，将平均曲率流模型和PM模型的滤波结果进行像素级相乘得到滤波后的图像u；2)采用局部区域拟合模型(RSF)对图像u进行分割；3)像素标定获得图像中每个像素对应的实际尺寸；4)利用目标的凸性C_conv选出不粘连的颗粒；5)通过对颗粒边界进行最小二乘圆拟合获得球状纳米颗粒直径，同时得到内切圆直径r_c，外切圆直径r_i，以及纳米颗粒的球状性本发明可以广泛地用于催化科学、医学药物、新材料、电力工业和复合材料等需要纳米颗粒尺寸测量技术的高科技领域。

主权项

1.一种基于偏微分方程的纳米颗粒尺寸测量方法，包括下列步骤：步骤1：输入一幅纳米颗粒图像I，采用偏微分方程滤波方法对图像进行预处理得到图像u；步骤2：采用RSF模型进行分割；步骤3：像素标定：首先从待测量的纳米颗粒图像中提出左下角标尺部分的图像作为感兴趣区域，二值化并取反，然后对二值图像进行区域标记，找到长度最大矩形即为标尺所在的区域，根据标尺长边的实际长度L和标尺长边的像素个数N，计算得到图像中每个像素的实际尺寸k＝L/N；步骤4：利用图像u经过RSF模型分割后的颗粒的凸性C_conv选出不粘连的颗粒：其计算方法为：其中，Cconv为目标的凸性，A为目标的面积，Aconv为目标凸包的面积，当目标是凸的，那么Cconv的值为1，当目标有凹陷或孔洞时，凸性Cconv的值小于1，利用目标的凸性可以排除粘连的颗粒；步骤5：通过对颗粒边界进行最小二乘圆拟合获得球状纳米颗粒直径，同时得到内切圆直径r_c，外切圆直径r_i，然后计算纳米颗粒的球状性步骤6：通过对测量所得参数进行统计，颗粒参数包括表征颗粒大小的参数，具体为颗粒周长、颗粒面积和颗粒粒径，以及表征颗粒形状的参数，具体为颗粒球状性和颗粒凸性；绘制参数分布直方图，并通过纳米颗粒拟合直径的高斯曲线计算颗粒粒径的半高宽评价颗粒制备均匀性。