基于馬爾可夫隨機場的金屬疲勞斷口圖像的紋理分割.pdf

1、研究金屬的斷裂表面，是斷裂學科的重要組成部分。金屬破斷后獲得的一對相互匹配的斷裂表面及其外觀形貌，稱為斷口。斷口總是發(fā)生在金屬組織中最薄弱的地方，它以形貌特征記錄了材料在載荷和環(huán)境作用下斷裂前的不可逆變形，以及裂紋的萌生和擴展直至斷裂的全過程。斷裂過程的每一個階段都會在斷口上留下相應(yīng)的痕跡、形貌與特征,而疲勞條帶作為金屬疲勞斷裂一個重要的斷口特征，也是對疲勞斷口圖像進一步研究的重要依據(jù)，對疲勞斷口圖像的紋理分割就顯得極其重要。斷口分析現(xiàn)

2、已成為對金屬構(gòu)件進行失效分析的重要手段之一，因此對失效件的疲勞斷口進行分析對確定失效的模式、原因、機理具有重要意義。
　　圖像分割是圖像處理和計算機視覺領(lǐng)域中最為基礎(chǔ)和重要的研究問題之一，一直以來是人們研究的熱點。紋理分割的傳統(tǒng)方法有很多，大致可以分為統(tǒng)計方法、結(jié)構(gòu)方法、頻譜方法等。統(tǒng)計方法是建立在灰度直方圖的基礎(chǔ)上，但是計算過程非常復(fù)雜；結(jié)構(gòu)方法只適用于人工紋理，適用范圍比較窄；而頻譜方法是根據(jù)圖像的頻域特征進行處理，缺點是提取

3、的特征繁多。針對傳統(tǒng)方法的不足，本文采用馬爾可夫隨機場（MRF）模型的方法。馬爾可夫隨機場模型是一種描述圖像結(jié)構(gòu)的概率模型，能夠充分利用圖像的空間相關(guān)信息，能夠?qū)崿F(xiàn)對低信噪比的金屬疲勞斷口圖像進行條帶分割。
　　本文的研究內(nèi)容如下：
　　(1)著重介紹了馬爾可夫隨機場的有關(guān)基礎(chǔ)理論以及幾種常見的模型；
　　(2)對一些圖像分割算法當中的參數(shù)估計進行了研究，簡要分析了幾種常見的參數(shù)估計的方法，并且對比了它們的優(yōu)劣，提出了

4、本文的分割算法。
　　(3)與馬爾可夫隨機場相結(jié)合，引入了高斯分布，設(shè)計了一種具體的分割算法，對金屬疲勞斷口圖像的條帶紋理進行了分割。
　　(4)最后將經(jīng)馬爾可夫隨機場方法分割得到的疲勞斷口圖像與小波變換和經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸獾玫降钠跀嗫趫D像進行了比對，應(yīng)用馬爾可夫隨機場方法得到的實驗效果要好于其它兩種方法。
　　針對疲勞斷口圖像，本文提出了一種基于馬爾可夫隨機場（MRF）的金屬疲勞斷口圖像的條帶分割方法。文中構(gòu)造了圖像的馬