(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210712452.7 (22)申请日 2022.06.22 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 李峰　张荣荣　周思齐　耿轶　 邓宇彤　杨湛宁　 (74)专利代理 机构 北京天汇航智知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11987 专利代理师 陈陈数 (51)Int.Cl. G01N 21/84(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G06T 5/40(2006.01) G06T 7/00(2017.01) G06T 7/136(2017.01)G06T 7/187(2017.01) G06T 7/194(2017.01) G06T 7/62(2017.01) (54)发明名称 一种碳纳米材料在透明溶液中分散效果的 定量评价方法 (57)摘要 本发明公开了一种碳纳米材料在透明溶液 中分散效果的定量评价方法， S1， 选取CNM的分散 液， 并通过显微摄影获得照片； S2， 对所述照片做 二值化处理得到连通域； S3， 对当前照片的连通 域填充， 并得到连通域的面积值、 个数值以及占 照片图像面积比； 相比于 现有的对于碳纳米材料 的分散效果评价方法， 本发明将图像识别与CNM 分散液显微观 察相结合， 能够通过图像处理更加 清晰、 直观的获得CNM分散效果图的同时， 获得 CNM团聚情况的数据 报告， 包括团聚体的个数、 每 个团聚体的大小、 团聚体占图片面积比等参数， 有助于快速对比、 判断分散质量， 实验人员能够 直观给出分析数据， 且不需要对溶液进行稀释， 能够直接的真实反应分散情况。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 115389501 A 2022.11.25 CN 115389501 A 1.一种碳纳米材 料在透明溶 液中分散效果的定量评价方法， 其特 征在于， 包括： S1， 选取碳纳米材 料(CNM)的分散液， 并通过显微摄 影获得照片； S2， 对所述照片做二 值化处理得到连通 域； S3， 对所述照片的连通域填充， 并得到连通域的面积值、 个数值以及占照片图像面积 比； 其中， 所述连通 域的面积等于 CNM的团聚 区域的面积。 2.根据权利要求1所述的一种碳纳米材料在透明溶液中分散效果的定量评价方法， 其 特征在于， 所述S1的步骤具体包括： S11， 将预设范围量的CNM分散液滴在载玻片上， 并用盖玻片覆盖； S12， 在静置3min ‑5min待粒子静止后， 使用光学显微镜在150 ‑400放大倍率下进行照片 拍摄； 其中， 所述预设范围量 为10个0.04ml ‑0.05ml的液滴， 且每 个液滴拍摄8至12张照片。 3.根据权利要求2所述的一种碳纳米材料在透明溶液中分散效果的定量评价方法， 其 特征在于， 在所述S2之前， 所述S1的步骤 还包括： S13， 自动识别照片中图像的比例尺和像素信息， 并标定图像区域实际尺寸； S14， 对照片中噪点进行严重程度判断， 根据严重程度调节滤波器的窗口大小， 并对照 片优化处 理。 4.根据权利要求1所述的一种碳纳米材料在透明溶液中分散效果的定量评价方法， 其 特征在于， 所述S2的步骤具体包括： S21， 采用预设方法确定分割照片图像全局的阈值； S22， 根据阈值将照片图像全局分割为背景和前 景， 并得到二 值化图像； 其中， 所述前 景为多个连通 域的集合。 5.根据权利要求4所述的一种碳纳米材料在透明溶液中分散效果的定量评价方法， 其 特征在于， 所述S21具体包括： S211， 当图片的图像亮度分布均匀时， 所述阈值为分割阈值， 所述预设方法为最大类间 方差法， 并通过其确定分割阈值； S212， 当图片的图像亮度分布不均匀时， 所述阈值为局部阈值， 所述预设方法为局部自 适应法， 并通过其确定局部阈值。 6.根据权利要求5所述的一种碳纳米材料在透明溶液中分散效果的定量评价方法， 其 特征在于， 所述 最大类间方差法的步骤具体包括： 用分割阈值T将照片的像素分成C0和C1两类， T在[0,L ‑1]范围取值， 采用下述公式计算 图像最佳的分割阈值： σB2＝w0(u0‑uT)2+w1(u1‑uT)2＝w0w1(u0‑u1)2 其中， σB为前景和背景的类间方差、 w0为前景点数占图像比例、 u0为前景点数占图像平 均灰度、 w1为背景点数占图像比例、 u1为背景点数占图像平均灰度、 uT为整幅图像的灰度值 均值、 L为图像最大 灰度值。 7.根据权利要求5所述的一种碳纳米材料在透明溶液中分散效果的定量评价方法， 其 特征在于， 所述局部自适应法的步骤具体包括： 设在像素点(i,j)处的灰度值为f(i,j)， T(i,j)为局部阈值， 以像素点(i,j)为中心取权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115389501 A 2周围(2k+1) ×(2k+1)区域采用下述公式计算： 其中， (2k+1)表示区域的边长， k为自然数， x为像素点在横坐标上的偏移量， y为像素点 在纵坐标上的偏移量， T(i,j)为像素点(i,j)的局部阈值， Z为灰度值偏移调整量， 且为常 量。 8.根据权利要求1所述的一种碳纳米材料在透明溶液中分散效果的定量评价方法， 其 特征在于， 所述S3的步骤具体包括： S31， 准备一个与图片素数相等的整型数二维数组， 用以记录图片中连通域的分布， 选 取照片任意区域内一个 像素点设置为种子像素点； S32， 沿所述种子像素点的周向搜索相邻像素， 并通过预设判断准则判定相邻像素是否 为连通域的边界像素点； S33， 当照片内像素点被判定后， 二维数组相应的元素存储值被确定， 在得到上述二维 数组后， 通过遍历二维数组可获取 由边界像素点围成的连通域的面积和个数， 并进一步得 到连通域占照片的图像面积比例和团聚体面积分布直方图。 9.根据权利要求8所述的一种碳纳米材料在透明溶液中分散效果的定量评价方法， 其 特征在于， 所述预设判断准则为： 根据种子像素点设定 的基准颜色C得到其三个分量的灰度值， Cr、 Cg、 Cb， 设定颜色相近 的两个像素点最大颜色误差为d， 则r、 g、 b应满足： max(abs(r ‑Cr),abs(g‑Cg),abs(b‑Cb))＝d 其中， 若d不满足上式时， 该像素点即为 边界像素点， 反 之则为非边界像素点。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115389501 A 3