在實際生產中，液態金屬凝固成鑄錠后，其鑄態組織不但影響到它的加工性能，而且還影響到壓力加工后的金屬制品的組織和性能。鑄錠的宏觀組織通常由三個晶區所組成，即外表區的細晶區、中間的柱狀晶區和中心部分的等軸晶區。從鋼的性能角度看，希望得到等軸晶的凝固結構。由于缺少自動化測量手段，目前均采用人工測量和計算，等軸晶比
本軟件利用 VB 語言和其特有的圖像控件，建立可視化界面，采用多邊形面積算法（后稱為勾勒法）和填充法（后稱為種子法），開發等軸晶比例計算專用軟件。本軟件為 EXE 可執行文件，具有操作簡易，體積?。ㄐ∮?500 kb），運行速度快且免安裝等優點，非常適合現場工人使用。通過現場試用，大幅提高等軸晶比例計算效率和精確度，為后序生產工藝提供有效參數。
1、可視化界面的建立和控件介紹
本軟件包含 4 個窗體，其中 3 個窗體組合成為登陸界面，1 個窗體為圖像處理界面。圖像處理窗體由三大塊構成，首先在窗體上建立圖片框和CommonDialog 控件，用于圖片的載入和對話框的打開，其次利用菜單編輯器建立一系列主菜單和對應的子菜單，執行圖片的載入、清除、縮放、感興趣區域的勾勒、比例計算、圖像處理和程序退出等功能，最后在窗體上建立一系列標簽、文本框、框架和按鈕等用于程序執行過程中的提示語、參數設定和命令的執行等功能。
圖像處理窗體的圖片框共有 2 個，其中 Picture2用于裝載圖片 ，Picture1 用 于 Picture2 的 定 位 ，Picture2、滾動條、提示標簽和三原色（RGB）文本框均嵌在 Picture1 中。Picture1、Picture2 和滾動條的Visible 屬性都設置為 False，完成圖片的載入后，Visible 屬性均自動調整為 True。當 Picture2 寬度和長度都小于屏幕寬度和長度時，Picture1 長度和寬度等于 Picture2 寬度和長度；當 Picture2 寬度或長度超過屏幕寬度或長度時，Picture1的長度和寬度等于屏幕界面，滾動條的 Visible 屬性調整為 True，使用者可以拖動滾動條在屏幕界面內查看整張圖片。
主菜單包含文件、編輯、縮放、獨立區域計算、多區域計算、調節、圖片處理和幫助等。其中文件包含載入和退出 2 個子菜單，用于執行圖片的載入和程序的退出命令。編輯包含勾勒閉合區域、采集種子和清除 3 個子菜單，分別用于執行感興趣閉合區域的勾勒（勾勒法計算等軸晶比例），采集感興趣閉合區域邊界點三原色（種子法計算等軸晶比例）和恢復圖片原始狀態等命令?？s放按鈕用于圖片的縮小和放大。獨立區域計算和多區域計算也包含若干個子菜單，用于執行兩種算法等軸晶比例的計算和累加。調節菜單用于種子法采集感興趣閉合區域邊界點三原色的容差調節。圖像處理主菜單主要用于實現一定色域范圍內（定色域）圖像比例的計算和輪廓的勾勒等功能。幫助菜單彈出的文本框用于提示操作者如何進行本軟件的操作，在單擊窗體后，幫助文本框會自動消失。為避免誤操作，進入圖片處理界面后，僅文件和幫助菜單可見，其余菜單在操作進程中只是逐條可見。
窗體中的標簽、文本框以及框架的 Visible 屬性均設為 False?？蚣?Frame 中嵌有文本框、選擇按鈕和命令按鈕，用于填寫和選擇感興趣色域、計算比例和繪制邊界輪廓。執行完畢后，單擊窗體任意點，控件消失。為了獲得較快的運行速度，將圖像處理窗體、Picture1 和 Picture2 的坐標度量單位改為實際像素（繪圖模式 ScaleMode 屬性設置為 3-Pixel）。由于程序中涉及到屏幕尺寸，因此，窗體加載時將屏幕尺寸轉換成像素單位，代碼如下：Sw = Screen.Width / 15: Sh = Screen.Height / 15
2、原理與流程
2.1 面積算法原理
冶金行業中常涉及到不規則區域面積的計算，比如礦相分析，組織比例分析，晶粒大小統計等。面積是物體總尺寸的一個方便的度量，只與該物體的邊界有關，與圖像內部灰度級的變化無關。目前，針對不規則區域面積的計算，常用的有以下三種算法：三角形遍歷法、像素計數面積算法和區域增長法。三角形遍歷法是一種建立在平面幾何學基礎上的算法，一個多邊形的面積等于由各頂點與內部任意一點的連線所組成的全部三角形的面積之和。
像素計數面積算法是通過像素計數計算面積，這是一種最簡單的面積計算方法，即統計邊界內部（也包括邊界上）像素的數目總和來求面積。勾勒法和種子法的原理分別來源于這兩種算法。三角形遍歷法的多邊形計算公式如下所示：
式中：A 為多邊形面積；N 為邊界點的數目；x，y 為邊界點坐標。
2.2 圖像處理實現流程
本軟件默認圖片大小為鑄坯斷面大小，即Picture2 的面積為鑄坯斷面面積 A。當采用勾勒法時，首先要將等軸晶區域用閉合曲線勾勒出來，然后采用三角歷練法計算閉合區域面積 B。如果鑄坯斷面只存在 1 個等軸晶區域，則執行比例計算，即 B1×100/A；如果存在多個區域，則利用多區域計算的子菜單進行記錄并累加，最后執行比例計算，流程詳見下頁圖 2。當采用種子法時，要求現場工人用單色筆對鑄坯等軸晶區域進行勾勒后再取相。經上述處理得到的圖片載入后，首先對單色筆勾勒的邊界進行三原色識別，然后設置三原色的容差。單擊區域內任何一點，從該點開始向上、下、左、右四個方向執行自動填充，填充的同時進行像素累加，一旦遇到邊界點即停止該方向的填充，直到填滿整個閉合區域，此時總像素之和即該閉合區域的面積，然后除以鑄坯面積（Picture2 的面積）便得到等軸晶比例，若含有多個等軸晶區域，記錄后再填充下個區域，將累加值除以鑄坯面積（Picture2 的面積）便得到多區域等軸晶比例，如下頁圖 3 所示。
3、主要功能實現方法
本軟件能夠實現圖片載入、閉合區域勾勒、縮放、勾勒法計算比例、種子法計算比例、定域比例計算和輪廓勾勒等諸多功能。以下主要對閉合區域勾勒、勾勒法和種子法計算等軸晶比例等三個功能進行介紹。
3.1 閉合區域勾勒
為了進行循環計算，將邊界點的坐標 x 和 y 都存貯同一個數組中，同時對各點坐標與數組下標進
3.3 種子法計算等軸晶比例
種子法計算面積命令可分解為三個動作：識別邊界、填充和計數。為了避免誤操作，定義一個全局變量 flag3 用于識別三原色：當 flag3=false 時，單擊圖片不識別該點三原色。由于用單色筆勾勒的邊界取相后的像素存在容差，故給邊界點的三原色設置容差，容差范圍為±30，落在邊界點三原色容差范圍內的點判定為邊界點。關鍵代碼如下：
完成等軸晶面積計算后，除以整個圖片的面積即可得到等軸晶比例。
4、結語
通過等軸晶軟件可視化界面的建立、閉合區域勾勒，用勾勒法和種子法計算等軸晶比例。從理論上分析，種子法計算更加精確；但實際操作中，勾勒法操作相對簡單，測量結果和種子法相比誤差可控制在 1％以內，而且省去現場勾勒工序，因此，現場一般推薦使用勾勒法。
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