ICS 19.120 A 28 中华人民共和国国家标准 GB/T 38879—2020 颗粒 粒度分析 彩色图像分析法 ParticleSize analysisColor image analysis methods 2020-06-02发布 2020-08-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T38879—2020 目 次 前言 引言 1 范围 2 规范性引用文件 3术语和定义 样品准备 4 5 图像采集 5.1总则 5.2 采集 6图像处理与分析 6.1 总则 6.2 图像预处理 6.3 颗粒图像分割 6.4 粒度测量与计算 6.5 颗粒的分类 校准和溯源 8测试报告 附录A（资料性附录） 基于彩色图像进行颗粒粒度分析的典型步骤流程图 8 附录B（资料性附录） 图像处理常用的颜色空间以及之间的转换关系 附录C（资料性附录） 基于模糊C均值聚类的彩色图像分割算法基本原理和步骤 12 附录D（资料性附录） 在CIELAB颜色空间下进行颗粒彩色图像分割过程及结果示例 ...14 参考文献 17 GB/T38879—2020 前言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草 本标准由全国颗粒表征与分检及筛网标准化技术委员会（SAC/TC168)提出并归口。 本标准起草单位：上海理工大学、中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院、丹东百特仪器 有限公司、北京海岸鸿蒙标准物质技术有限责任公司、深圳市德方纳米科技股份有限公司、中科院过程 工程研究所、中机生产力促进中心、北京市理化分析测试中心、仪思奇（北京）科技发展有限公司。 本标准主要起草人：周鹭、邓文晶、徐喜庆、蔡小舒、董青云、李兆军、苏明旭、李力、王远航、高原、 余方、杨正红。 GB/T388792020 引言 图像法已成为颗粒分析的主要方法之一，静态和动态图像法一般基于颗粒的灰度图像进行阈值分 理等信息，有助于颗粒的分割与识别，因此本标准针对颗粒彩色图像进行颗粒粒度分析，旨在对颗粒彩 色图像的获取、处理及其适用范围提供指导 IV GB/T38879—2020 颗粒粒度分析彩色图像分析法 1范围 本标准规定了颗粒彩色图像的采集、处理以及颗粒粒度分析的方法 本标准适用于图像法粒度粒形分析仪、显微镜、扫描仪或相机等彩色图像采集设备对颗粒粒度的 测定。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T15445.1粒度分析结果的表述第1部分：图形表征 GB/T21649.1—2008粒度分析图像分析法第1部分：静态图像分析法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 颜色空间 colorspace 表示颜色的三维空间。 注1：即每个颜色都表示为三维坐标系中的一个点。颜色空间也称为彩色模型，常用的颜色空间有RGB，CIELAB、 HSV和HSI等。 注2：改写GB/T56982001，定义4.57。 3.2 色调 hue 表示红、黄、绿、蓝、紫等颜色特性、 颜色的三属性之一。 注：颜色的重要属性，决定颜色的本质，是人们对物体表面呈现出的某种颜色的感觉。 [GB/T5698—2001，定义5.7] 3.3 明度 lightness 在同样的照明条件下，以白板作为基准，对物体表面的视知觉特性给予的分度。 颜色三属性之一。 注：改写GB/T5698—2001，定义5.8。 3.4 饱和度 saturation 用以估价纯彩色在整个视觉中的成分的视觉属性， [GB/T5698—2001，定义5.10] 1 GB/T38879—2020 3.5 对比度 contrast 在视场上同时或相继出现两个部分时的外观上差别的估计。对比包括亮度对比、明度对比和色对 比等。 注：在粒度分析中为组成颗粒对象的前景像素与颗粒邻近区域的背景像素之间、或不同颗粒对象像素之间的明度 或色彩差异。 ［GB/T5698—2001，定义5.33] 3.6 颜色直方图 colorhistogram 描述不同色彩分量在图像中所占比例的图。 3.7 颜色矩 color moment 对彩色图像各分量图的基于矩的颜色特征表示。 注：颜色矩可以用于任何颜色空间，有一阶矩、二阶矩、三阶矩等。 3.8 空间关系 spatialrelation 图像中像素之间或分割出来的多个目标之间的相互空间位置或相对方向关系。 3.9 纹理 texture 基于包含多像素点的区域进行统计计算获得的特征信息。 3.10 图像分割 image segmentation 性准则。 3.11 阈值threshold 将物像从背景中区分出来设置的灰度等级。 [GB/T21649.1—2008,定义3.1.13] 3.12 聚类cluster 将物理或抽象对象的集合分成由类似的对象组成的多个类的过程。 注：在颗粒彩色图像粒度分析中一般基于色彩特征进行聚类。 3.13 边缘检测edgedetection 根据目标对象边缘像素点灰度阶跃变化来确定轮廓的过程。 3.14 测试框 measurementframe 视场内的一个区域，在此区域中对颗粒进行统计和图像分析。 注：一系列的测试框构成总的测试区域。 [GB/T21649.1—2008,定义3.1.2] 3.15 相似度 similarity 度量图像中像素点在某种特征信息上的近似程度 2 GB/T38879—2020 3.16 畸变distortion 物体所成的像相对于物体本身而言的失真现象。 3.17 噪声noise 图像数据中的不必要的或多余的干扰信息。 3.18 鲁棒性 robustness 系统在不确定性的扰动下仍能维持其性能的能力。 3.19 费雷特直径 Feretdiameter 与颗粒图像轮廓两边相切的平行线之间的距离。 [GB/T21649.1—2008,定义3.1.6]］ 3.20 勒让德惯性椭圆 Legendre ellipseof inertia 中心位于颗粒质心，且与原始颗粒面积有相同的一阶和二阶几何惯性矩的椭圆。 注1：椭圆可以用长轴和短轴、重心位置和方向来表征。 注2：改写GB/T15445.6—2014定义8.1.2。 3.21 椭圆率 ellipseratio 勒让德惯性椭圆的短轴长度与长轴长度之比 注：改写GB/T15445.6—2014，定义8.1.3。 3.22 长宽比 aspectratio 费雷特最短直径和费雷特最长直径之比 [GB/T15445.6—2014,定义8.1.3] 4 样品准备 不同的彩色颗粒样品有不同的制备方法或行业要求，应遵照相关标准进行样品制备，保证从原始样 品上选择的测试或分析样品具有代表性。 样品制备应将颗粒物充分分散，尽量避免轮廓的重叠，选择适当的光源强弱使颗粒物界限足够 清晰。 5 图像采集 5.1总则 使用彩色图像采集设备来获取颗粒彩色图像并测量颗粒粒度时，在遵循仪器设备相关操作规范的 前提下，应保证颗粒与背景的颜色或灰度具有较大差异。 5.2采集 图像采集的要求如下： a) 根据待测颗粒的粒度范围和测量所需精度，选择合适的光学倍率 3