Adobe Photoshop软件在数码金相照片处理中的应用

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2024年3月21日发(作者：)

理圯餳验-物理分冊

验莰术与方法

PTCA (PARTA: .)_____________

2

■

DOI

：

10.11973/lhjy-wl202102008

Adobe

Photoshop

软件在数码金相照片处理中的应用

孙宜强

(

宝山钢铁股份有限公司中央研究院，武汉

430080)

摘要：

为了充分发挥数码金相照片可以进行数字化处理的优势，使用

Adobe

Photoshop

软件

对金相图片进行了全景图片拼接、焦点融合、打印尺寸标定、添加标尺、测量、定量金相分析及批处

理等操作。结果表明：使用

Adobe

Photoshop

软件处理后的金相图片能够更好地呈现出金属显微

组织

，Adobe

Photoshop

软件还能有效提高金相图片的处理效率。

关键词

:金相图片

；

中图分类号

:TG115

Adobe

Photoshop

软件；全景图片；焦点融合；标尺

文献标志码：

A

文章编号：

1001-4012(2021)02-0034-04

Application of Adobe Photoshop Software in Digital

Metallographic Image Processing

SUN Yiqiang

(Central Research Institute，Boaoshan Iron & Steel Co.

，

Ltd.，Wuhan 430080

，

China)

Abstract

：

In order to give full play to the advantages of digital metallographic image which can be processed

digitally, the panoramic photo mosaic, focus fusion, print size calibration，scale addition

，

measurement

，

quantitative metallography and batch processing were carried out for metallographic image by using Adobe

Photoshop software. The results show that the metallographic images processed by Adobe Photoshop software can

better presented the metal microstructure，and Adobe Photoshop software can effectively improved the processing

efficiency of metallographic images.

Keywords

：

metallographic image

；

Adobe Photoshop software

；

panoramic picture

；

focus fusion

；

scale

自金相学出现以来，金相图片的记录方式不断

发生着变化。1808年，魏氏采用拓印的方式记录下

铁陨石的魏氏组织图片，1863年，索氏通过胶片拍

摄了钢的显微组织照片[1]。进人20世纪，随着数码

照相技术的发展，数码照片因具有拍摄成本低、所见

即所得、易于复制和传播等优点使其快速成为显微

组织最常用的记录方式。

Adobe

Photoshop

(

PS

)是一种高效的图像编辑

处理软件，已经被广泛应用于医学、卫星遥感、公安

物证与痕迹、平面设计等与图像处理相关的领

域[M]。笔者以

Adobe

Photoshop

CS

8. 0• 1 版本软

件为基础，通过实例来介绍运用

PS

软件处理金相

照片的方法。

收稿日期：

2020-03-26

作者简介

:

孙宜强

（1981 —)

，男，高级工程师，主要从事钢铁产品

的开发工作，

1全景图片拼接

当需要同时表征大范围的显微组织形貌时，需

要进行全景图片拼接。例如为了描述某6

mm

厚热

轧钢板组织沿厚度方向的变化情况，首先拍摄整个

厚度截面的连续7张金相照片，保证连续两张照片

之间存在互相重叠的区域，如图1所示；然后用

PS

软件打开所有图片，选择命令栏“文件”一“自动”一

“

Photomerge

”，进行图片合并，然后进行适当裁剪

后得到全景金相照片，如图2所示。

2焦点融合

当一个显微组织的拍摄视场无法同时对焦时，

可如图3所示进行多次的拍摄，图3

a

)右下角和图

3

b

)左上角区域未对焦，图像模糊。在

PS

软件中将

两张照片打开，复制并粘贴到同一张图中，在“图层”

窗口“添加图层蒙版”，选择黑色画笔工具，对粘贴

34

理汜艟验-物理分冊

孙宜强

：Adobe

Photoshop

软件在数码金相照片处理中的应用

图1连续拍摄的金相照片（括号表示重叠区域）

Fig

. 1

Continuous

metallographic

images

(parenthesis

indicate

overlapping

area

)

图2全景金相图片

Fig

. 2

Panoramic

metallographic

image

a

)右下角区域未对焦

b

)左上角区域未对焦

图3同一个视场两次拍摄的金相照片

Fig

.3

Metallographic

images

taken

twice

in

the

same

field

of

view

:

a

)

no

focus

in

lower

right

corner

;

b

)

no

focus

in

upper

left

corner

后的图片中未对焦区域进行涂抹.露出背景图层对

同，显微标尺可以有0.1，0.05,0.02,0.01

mm

等几

焦准确的图像,这样就把两张图对焦准确的区域合

种不同类型，图5为两种不同类型的显微标尺。

并成一张图片，如图4所示。

—0

0.1 mm 0.01 mm

图5不同类型的显微标尺

Fig

. 5

Different

types

of

microscale

拍摄显微标尺照片就可以计算出金相照片的输

出尺寸。例如，拍摄100倍的刻度为0.01 _的显微

标尺照片，如图6所示，其中横向为80格，代表

0.8

mm

，纵向为60格，代表0.6

mm

,因此100倍照片

图4焦点融合后的金相图片

打印时输出尺寸为80

mmX

60

mm

。用同样的方法

Fig

. 4

Metallographic

image

after

focus

fusion

可以对不同放大倍数金相照片进行打印尺寸标定。

3打印尺寸标定

4添加标尺

显微标尺是一个刻度很小的测量尺，一般把

标尺是一个带实际长度值的刻度尺照片，用于

1

mm

的长度划分为100个刻度，每个刻度为

标注金相照片的放大倍数。标尺形式多种多样.最

0.01

mm

，也就是10

jxm

。根据刻度之间距离的不

常见的为一根线段，上面标注实际尺寸，如图7所

35

理

flJ

祕路-

W

期只

{Ml

_______________孙宜强

：Adobe

Photoshop

软件在数码金相照片处理中的应用

示。图中两个标尺的显示长度都是1〇

mm

，根据标

尺上面标注的实际长度可以判断这两个标尺分别表

示100倍和500倍。

b

)纵向

图6 100

X

的显微标尺照片

Fig

.6

Images

of

100

X

microscale

:

a

)

transverse

;

b

)

longitudinal

100

^im

20

L_J

图7常用的标尺形式

Fig

. 7

Comman

scale

form

将对应倍数的标尺图片放置在金相照片上，然

后合并图层、保存，那么这张金相照片不论如何缩

放，都可以依据下式进行准确测量

式中:为所测显微组织的实际尺寸;

L

,为在金相

照片上的测量值;

S

()为标尺实际长度;

S

,为标尺在

金相照片上的测量值。

如对图8进行缩放的球墨铸铁金相照片中的石

墨直径进行测量，'5〇 = 100/^111，51 = 15 111111，11==

13.5

mm

，代入式（1)，计算出石墨直径为90

pm

。

5测量

PS

软件在测量方面也非常方便。以测量高碳

钢脱碳层为例，用

PS

软件打开图片，选中“标尺”按

钮，显示上方和左侧的刻度尺，如图9

a

)所示；在横

向刻度尺区域进行鼠标左键点选和拖曳，在试样边

36

* 100

}im

图8球墨铸铁的金相照片

Fig

. 8

Metallographic

image

of

nodular

cast

iron

缘和脱碳层与基体的交界处，分别添加一条辅助线*

如图

9

b

)

所示，然后根据纵向标尺上的格子读出两

个辅助线之间的距离为

14

mm

,

根据倍数换算脱碳

层深度为

0.14

mm

。

'-gglOOum

a

)选中“标尺”按钮

b

)添加辅助线

图9脱碳层深度测量

Fig

. 9

Depth

measurement

of

decarburization

layer

:

a

)

selected

the

scale

button

;

b

)

added

guides

6定量金相分析

图10为珠光体+马氏体的显微组织形貌，其中

黑色区域为珠光体，白色区域为马氏体，可以通过

PS

软件进行定量金相检测，测量组织中的马氏体含量。

用

PS

软件打开图片，打开“导航器”窗口，点击

“直方图”标签，记录“像素”为“总像素670 005”;选

择“魔棒”工具，状态栏选择“添加到选区”，容差选择

32,对图中白色区域依次进行点击，全部选中后在

“直方图”窗口记录“像素”为选中的“马氏体组织像

素54 850”，如图11所示，将数据代入下式

孙宜强

：Adobe

Photoshop

软件在数码金相照片处理中的应用

M

=》 (2)

式中:

M

为组织质量分数;为组织像素；

P

为图

片总像素。

计算出马氏体含量为8.2%(面积分数）。用这

种测量像素的方法可以对存在颜色差异的不同组织

进行含量的定量测量。

图

1(

丨珠光体+马氏体显微组织形貌

Fig

. 10

Microstructure

morphology

of

pearlite

+

martensite

图

11

选中马氏体区域及其像素

Fig

. 1

J

Selected

martensite

region

and

its

pixels

7批处理

当涉及较大数量的金相照片，需要进行重复操

作时，还可以运用

PS

软件中的“动作”和“批处理”

功能来简化操作过程。

“动作”指将多个

PS

操作命令集合在一起，对

多个图片进行连续操作。例如打开“动作”面板并打

开一张金相图片，选择“创建新动作”按钮，开始记

录动作；对金相图片进行灰度/色阶调整、图像大小

调整和保存，就创建了一个名为“动作1”的动作。

打开其他待处理图片，选中“动作1”，点击“播放选

区”按钮，

PS

软件会依据刚才录制的“动作1”中的

各项命令进行灰度/色阶调整、图像大小调整，并

保存。

如果有多张图片需要进行同样的处理，选择命

令栏“文件自动批处理”，选择要执行的“动

作”和要处理的图片，则可以同时对所有打开的图片

进行自动处理。动作和批处理功能有效提高了金相

照片的处理效率。

8结束语

通过

Adobe

PhotoShop

软件对金相照片的处

理，扩展了金相照片的用途，保证了图片的准确性，

更清晰地表达出金相照片的内容，并且软件提供的

批处理功能简化了图片处理步骤，提高了图片处理

效率

.Adobe

PhotoShop

软件已经成为金相显微组

织分析的一个重要工具。

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本文标签： 图片照片进行处理标尺