基于 Origin7.5 的湖南某钒矿扫描电镜图像的分析.pdf

- 1 - 基于基于 Origin7.5 的湖南某钒矿扫描电镜图像的分析的湖南某钒矿扫描电镜图像的分析 薛志刚，任瑞晨，李志鹏 辽宁工程技术大学资源与环境工程学院，阜新 123000 E-maillanputao_006 摘摘 要要 针对湖南某钒矿扫描电镜的图像存在图像特征不容易表征， 图像数据矩阵转换困难， 可视化效果一般，分析不彻底的问题。采用基于 Origin7.5 软件的内置函数对扫描电镜的图 像分别进行了图像分析和图像处理两个层次的研究。 实验初步取得了图像的数据矩阵并分别 做出其灰度映射等高线图、 频率直方图和数据矩阵的剖面等高图， 通过分析找出了图像的数 据分布情况、 数值范围和最大频率出现的范围。 为下一步进行扫描电镜图像的理解奠定了基 础， 同时也为图像分析和处理开辟了一个新的途径， 也为类似图像分析与处理提供了一个方 便和准确的办法，有着很好的可视化效果和实际应用价值。 关键词关键词Origin7.5；钒矿；扫描电镜；图像；分析 1. 引引 言言 钒是一种重要的战略资源，广泛应用于冶金工业、化学工业、机械工业和电子工业等许 多领域。钒是银白色略带蓝色的金属，具延展性；含有氧、氮、氢时则变脆、硬；是电的不 良导体；熔点 1926℃，沸点 3000℃。钒在较高的温度下与原子量较小的非金属形成稳定的 化合物； 在低温下有良好的耐腐性。 钒进入合金后可增强合金的强度， 降低热膨胀系数[1][3][4]。 Origin7.5 是美国 Originlab 公司一款优秀的科技绘图和数据分析软件。 2002 年， Origin7.0 在Scientific Computing ＆ Instrumentation杂志举办的软件评选中，第三次蝉联绘图软件 “读者选择”一等奖。 2. 试验部分试验部分 2.1 图像转换图像图像转换图像 Matrix 将所要处理的图像拖拽到 Origin7.5 中 Matrix 窗口即可，所得的图像如图 1 所示。 （a） （b） （c） 图 1 将图像导入 Matrix 窗口 利用菜单命令 View-Data Mode 将图 1 中的图像转换成数据，如图 2 所示。 - 2 - （a） （b） （c） 图 2 将图像 1 中的（a）（b）（c）转换成数据矩阵 此时 Origin7.5 自动将图像 1 中的（a）、（b）、（c）三幅图像通过内置函数自动转换 成数据矩阵，为下一步深入分析提供依据。 2.2 作图作图 选自图 2（c）的数据矩阵，利用菜单命令 Image Plot，通过 Origin7.5 的内置函数，将 图像绘制在 XY 坐标平面内，即灰度映射等高线，如图 3 所示。 图 3 灰度映射等高线 通过图 3，可以看出（c）图 Z 值的情况。 选自图 2（c）的数据矩阵，利用菜单命令 Plot-Histogram，通过 Origin7.5 的内置函数， Origin7.5 自动统计数据矩阵中数据的分布情况，然后绘制成频率统计直方图[2][5][6][7]，如图 4 所示。 0100002000030000400005000060000 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 频率 数值范围 数据矩阵 （a） （b） 图 4 Bin1 Worksheet 数据统计表和频率统计直方图 - 3 - 分析图 4， 可以清楚的看出 （c） 图像的数值范围为 （0～6000） ， 出现的最大频率在 （0～ 10000）内。 选自图 2（c）的数据矩阵，利用菜单命令 Plot-Profiles-Contour，通过 Origin7.5 的内置 函数，绘制数据矩阵的剖面等高图，如图 5 所示。 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 0 100 200 300 400 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 0 100 200 300 400 0100200300400500600 图 5 剖面等高图 2.3 图像图像 Matrix 转换图像转换图像 首先激活数据矩阵，然后选择菜单命令 File-Export Image，即可导出该图像。 3. 结论结论 本文通过 Origin7.5 的 3DGraph 法，将图像转化成数据矩阵再进行分析其 Z 值分布，分 别绘制了灰度映射等高线图、剖面等高图和频率统计直方图。通过分析图像，发现了数据矩 阵中各点出现的范围和频率，对进一步分析此钒矿的物理化学性质开辟了一个新的途径。 参考文献参考文献 [1] 薛志刚, 任瑞晨,李彩霞.影响石煤球团造球工艺因素分析[J].辽宁工程技术大学学报,2008,27增刊 Ⅰ314-316. [2] 杨亮,薛志刚,程慈,高东旭.煤矿井下食物电器加热装置[P].中国专利2008200116991.2008. [3] 薛志刚,任瑞晨,李彩霞,牟媛,杨亮,任少执,程慈.基于 Origin7.5 的某地膨润土吸水率的二维图形绘制与分 析[J].金属矿山,2008,9（增刊）345-347. [4] 薛志刚,任瑞晨,李彩霞,牟媛,杨亮,任少执,程慈.基于 Origin7.5 的某钒矿 XRD 谱线峰的绘制与分析[J].金 属矿山,2008,9（增刊）354-355. [5] 任瑞晨,薛志刚,杨亮,牟媛,程慈,翁兴媛,李彩霞.膨润土吸蓝量自动分析检测仪[P].中国专利 200820218234.3. [6] 任瑞晨,薛志刚,杨亮,牟媛,程慈,翁兴媛,李彩霞.膨润土吸蓝量自动分析检测仪及其检测方法[P].中国专利 200810013428.4. [7] 薛志刚,任瑞晨.基于群体技术的膨润土吸蓝量自动分析与检测技术的研究[J].中国科技论文在线,2008,10 （编号200810-685）. - 4 - Study on a vanadium mine in Hunan SEM image analysis based on the Origin7.5 Xue Zhigang, Ren Ruichen, Li Zhipeng. Institute of Resource and Environment Engineering, LiaoNing Techanical University, LiaoNing,Fuxin（123000） Abstract In this paper, according to the problem of characterize, matrix transation of image data, poor visual effect and analysis difficulty on SEM image of vanadium ore in Hunan province. Carried on the image analysis and processing of SEM image by using inner function based on Origin7.5 software. The experiment preliminary obtained data matrix then made the graphical-image mapping contour map, the frequency histogram and the profile contour map of data matrix. Then found the distribution of image data, number range and extent of emergence of maximum frequency. The study laid a foundation for the explanation of SEM image, also opened up a new way for the image analysis and processing, which to offer a effective and convenient for the image analysis and processing, showed favorable visual effect and practical significance. Keywords Origin7.5; Vanadium ore; SEM; image; analysis.