一种基于数据库的图像特征描述方法与流程

1.本发明属于电镜分析技术领域，具体涉及一种基于数据库的图像特征描述方法。


背景技术：

2.矿物自动识别系统连续自动获取矿物样品的多张背散射图(bse)信息、x射线(x[1]ray)信息，进行分析后得到矿物的种类。获取bse图的主要目的是识别样品中的矿物颗粒；识别到矿物颗粒后，获取矿物颗粒的x-ray信息，根据矿物x-ray信息中各个元素的谱峰特征识别出矿物的种类。
[0003]
电镜的自动物质识别分析系统一般是通过电镜api先采集样品的bse图像帧，然后手动设定区分图像前景和背景的灰度值，再通过逐像素处理去掉背景像素，最后通过连通算法实现颗粒的识别。识别颗粒位置后通过能谱ｘ射线采集颗粒的元素成分。最终实现颗粒物质的识别。
[0004]
现有的基于bse图的矿物颗粒识别算法预设定矿样的背景灰度值，根据背景灰度范围，使用二值化方法，即将属于背景灰度的像素设置为背景，不在背景灰度范围内的像素识别为矿物颗粒。上述方法对于去掉背景后，颗粒的形态特征的描述和存储一般用二进制文件或二值化的图像文件来实现，比如在opencv中用轮廓或roi的方法来描述，由于电镜的工作条件容易受环境影响，连续拍摄多张bse图时，各张bse图的灰度值，亮度值，对比度信息会发生变化。在“ots夹杂物分析系统”中，原来这些特征信息是存储在二进制文件中，如果要进行数据的检索分析，就必须把所有数据一次性加载到内存，然后在内存中利用遍历技术对所有数据进行分析才能得到结果，使得程序对内存的需求很大，而且有时只是很小的分析查询，也要加载所有数据，速度很慢。


技术实现要素：

[0005]
本发明旨在提供一种基于数据库的图像特征描述方法，克服现有技术的不足，以一种像素－线段－特征－颗粒－帧图的描述方法，并把这些结构化数据存储到关系数据库中，利用数据库的高效数据管理能力实现图像特征的快速检索和分析，满足电镜分析的精度和速度要求。
[0006]
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于数据库的图像特征描述方法，其特征在于，以一种像素－线段－特征－颗粒－帧图的描述方法，并把这些结构化数据存储到关系数据库中，其步骤如下：1）获得所有要测量帧图的位置，控制电镜移动样品台到指定位置；2）拍摄每一帧的bse图像：设定扫描电镜的工作位置、拍摄bse图的工作参数后拍摄bse图像；3）设定或计算图像帧的背景灰度范围，根据背景灰度范围去掉帧图背景；4）将剩下的像素二值化，去掉的背景部分为0，剩下的前景部分为255；5）根据连通性原理，将所有值为255并左右相连的像素，组织成segment对象，即线
段；6）根据连通性原理，将所有上下相连的segment对象集合合并为feature对象，得到一个feature对象集合；7）计算feature对象的id、直径、周长、费雷特直径或最小外接矩形中的任一种图形属性，并把这些属性同它的segment集合一并赋给一个particle对象即颗粒对象，得到一个颗粒对象集合列表，这个集合即为这幅帧图对象的颗粒特征集合；8）把所有segment对象存储到segment数据表中，外键为particle的id；particle的id可将数据库中的外键关系生成图像的系统通过读取单元读取关系数据库管理系统中所有表与表的关联数据；9）把所有particle对象存储到particle数据表中，外键为field的id；field的id可将数据库中的外键关系生成图像的系统通过读取单元读取关系数据库管理系统中所有表与表的关联数据；10）把帧图对象存储到field数据表中，通过帧图对象根据关联数据生成全局的表与表之间的关联网图，可直观的展示关系数据库管理系统中的主外键关系；11）控制电镜进行下一幅帧图拍摄，重复步骤3）~10），即可完成所有帧图信息特征的采集分析并存储到数据库中。
[0007]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明将去掉背景后识别的颗粒用此种特征数据结构进行描述，然后存储到数据库中，比直接存储图片或其他自定义二进制数据结构具有更快的各种数据检索速度和存储速度，而且依托于数据库sql语言的强大查询能力，可以非常便捷地实现各种各样的数据联合查询，对整体测量准确度没有负面影响，但对于提高测量的速度和报告检索的速度提升有很大的效果，并且不需要大量内存，就能很快地运行。
附图说明
[0008]
图1是本发明实施例控制流程图。
[0009]
图2是本发明实施例颗粒表结构。
[0010]
图3是本发明实施例segment表结构。
[0011]
图4是本发明实施例field表结构。
具体实施方式
[0012]
下面将结合本发明中的具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0013]
文中术语：pixcel：像素，灰度图像的基本组成单位，值的范围为0-255。
[0014]
segment：线段，所有左右相连的像素构成一个线段。
[0015]
feature：特征，所有上下相连的线段构成一个特征。
[0016]
particle：颗粒，一般一个特征组成一个颗粒。
[0017]
field：视场，一个视场可以拍摄一个帧图。
[0018]
见图1－图4，是本发明一种基于数据库的图像特征描述方法效果示意图，以一种像素－线段－特征－颗粒－帧图的描述方法，并把这些结构化数据存储到关系数据库中，其步骤如下：1）获得所有要测量帧图的位置，控制电镜移动样品台到指定位置；2）拍摄每一帧的bse图像：设定扫描电镜的工作位置、拍摄bse图的工作参数后拍摄bse图像；3）设定或计算图像帧的背景灰度范围，根据背景灰度范围去掉帧图背景；4）将剩下的像素二值化，去掉的背景部分为0，剩下的前景部分为255；根据二值化图像使用canny边缘检测算子得出其边缘图像，找出边缘图像中像素灰度值为255。
[0019]
5）根据连通性原理，将所有值为255并左右相连的像素，组织成segment对象，即线段；6）根据连通性原理，将所有上下相连的segment对象集合合并为feature对象，得到一个feature对象集合；7）计算feature对象的id、直径、周长、费雷特直径或最小外接矩形中的任一种图形属性，并把这些属性同它的segment集合一并赋给一个particle对象即颗粒对象，得到一个颗粒对象集合列表，这个集合即为这幅帧图对象的颗粒特征集合；8）把所有segment对象存储到segment数据表中，外键为particle的id；particle的id可将数据库中的外键关系生成图像的系统通过读取单元读取关系数据库管理系统中所有表与表的关联数据；读取单元用以根据这些图像特征描述产生一标头基底地址(headerbaseaddress)、一向量基底地址(vectorbaseaddress)、多个标头(header)及多个向量(vector)。标头包括一特征编号以及一特征坐标(featurecoordinates)。
[0020]
9）把所有particle对象存储到particle数据表中，外键为field的id；field的id可将数据库中的外键关系生成图像的系统通过读取单元读取关系数据库管理系统中所有表与表的关联数据；10）把帧图对象存储到field数据表中，通过帧图对象根据关联数据生成全局的表与表之间的关联网图，可直观的展示关系数据库管理系统中的主外键关系；11）控制电镜进行下一幅帧图拍摄，重复步骤3）~11），即可完成所有帧图信息特征的采集分析并存储到数据库中。数据库用以根据该标头基底地址连续写入这些标头至该标头存储单元，并根据该向量基底地址连续写入这些向量至该向量存储单元。
[0021]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。