معرفی نرم افزار آنالیز تصاویر میکروسکپی MIP

نرم افزار آنالیز تصاویر میکروسکپی (Microstructural Image Processing (MIP4

نرم افزار MIP یا (MIP Software) برای آنالیز تصاویر متالوگرافی و میکروسکپی مورد استفاده قرار می گیرد.

کنترل کیفیت مواد در تولید قطعات و محصولات صنعتی از اهمیت قابل توجهی برخوردار است .یکی از مراحل تأیید ماده و کنترل کیفیت محصول حین تولید، از طریق آزمون متالوگرافی و بررسی ریزساختار مواد صورت می گیرد .با توجه به گسترش روزافزون تکنولوژی های نوین در صنایع مختلف، دقت عمل و سرعت بررسی های کیفی و کمی در کنترل کیفیت محصولات صنعتی، اهمیت بیش از پیش یافته است. به همین منظور بهره گیری از سیستم های آنالیز تصویری به کمک کامپیوتر می تواند در بررسی های کمی و کنترل کیفیت مواد به عنوان ابزاری سودمند مورد استفاده قرار گیرد.

متالوگرافی کمی به عبارتی برقرار کننده ارتباط کمی بین اندازه گیری های انجام شده بر روی یک صفحه دو بعدی پرداخت شده با ریزساختار سه بعدی مواد است. به بیان دیگر، متالوگرافی کمی به معنای تعیین خصوصیات ویژه ریزساختارها به وسیله اندازه گیری کمی بر روی تصاویر متالوگرافی است.

از جمله مقادیری که در این سیستم اندازه گیری می‌شوند میتوان به کسر حجمی فازها، اندازه دانه ها، اندازه ذرات، فاصله آزاد توسط بین ذرات مشابه یا فازهای ثانویه، نسبت مساحت سطوح به حجم اجزای میکروسکوپی، چگونگی توزیع ذرات در زمینه، شکل ذرات و چگونگی قرارگیری ذرات، فازها و دانه ها نسبت به یکدیگر اشاره نمود. در این زمینه نرم افزارهای آنالیز تصویری مختلفی با امکانات و قابلیت های متفاوت در سطح دنیا تولید شده و درحال گسترش هستند. نرم افزار MIP دارای قابلیت های زیادی برای آنالیز تصاویر متالوگرافی است. از جمله این قابلیت ها می توان به محاسبه درصد فاز های مختلف در تصویر ، محاسبه ضخامت لایه پوششی ، محاسبه درصد کرویت در تصاویر چدن نشکن، محاسبه تغییر تدریجی درصد فاز در مواد اف FGM ، محاسبه اندازه دانه و … اشاره کرد.

نرم افزار MIP دارای دو نسخه متفاوت برای آزمایشگاه های آنالیز مواد و نسخه دانشجویی که از طریق سایت در دسترس می باشد، طراحی شده است.

دانلود نرم افزار MIP4Student ویژه مهندسی مواد
دانلود نرم افزار MIP4Student ویژه علم زیست شناسی و ژنتیک
دانلود کاتالوگ MIP نسخه ۴
دانلود فیلمهای آموزشی نرم افزار MIP

مجموعه کامل بسته های آنالیز :

بسته محاسبه کسر فازی در نمونه (Phase Fraction Package) به عنوان مثال کسر فازی فریت، پرلیت و… در فولاد.
بسته محاسبه ضخامت پوشش (Coating Thickness Package) به عنوان مثال اندازه گیری ضخامت لایه کربوره در فولاد.
بسته محاسبات اندازه دانه نمونه (Grain Size Package) به دو روش Intercept و Planometric. برای تک فاز و دوفاز
بسته محاسبه مشخصات گرافیت در چدن (Cast Iron Package).
بسته محاسبات و اندازه گیری (Measurement Package).
بسته محاسبات و اندازه گیری پارامترهای هندسی (Particle Size).
بسته محاسبات و اندازه گیری پارامترهای هندسی به صورت دستی (Manual Particle Size).
بسته محاسبات و اندازه گیری تغیبرات تدریجی در مواد اف جی ام (Functionally graded material)
Image Editor (قابلیت مدیریت فایل ها و تغییرات لازم بر روی تصاویر)

استاندارد های استفاده شده در این نرم افزار شامل :

ASTM A-247: Cast Iron Package
ASTM E112, E 1382: Grain Size Package
ASTM E-562: Phase Fraction Package
ASTM B-748: Coating Package

بخش‌های نرم‌افزار MIP

به طور کلی می توان این نرم افزار را به پنج بخش اصلی تقسیم نمود که عبارتند از:

انتخاب تصویر مورد نظر
کالیبره کردن تصاویر
تنظیمات مربوط به گزارش
آنالیز تصویر
نمایش گزارش

انتخاب و کالیبره کردن تصاویر در نرم افزار MIP

انتخاب تصویر :
در این قسمت کاربر می تواند تصویر مورد نظر را در نرم افزار وارد کرده همچنین می توان از طریق نرم افزار مستقیما از میکروسکوپ تصویر گرفت.

کالیبره کردن تصاویر:
کالیبره کردن تصویر به این معناست که باید اندازه واقعی تصویر را به کامپیوتر معرفی کرد.

مفهوم عدد کالیبره چیست :
در واقع عدد کالیبره اندازه یک پیکسل به واحد میکرومتر است. این عدد در محاسبات نقش بسیار مهمی دارد، مانند محاسبه متغیر های محیط، طول، عرض، مساحت، قطر بزرگ و … که مستقیما در عدد کالیبره ضرب می شوند.
روش اول : استفاده از scale تصویر است.
روش دوم : استفاده از scale bar و یا micron bar

تنظیمات گزارش در نرم افزار MIP

در قسمت تنظیمات گزارش، تنظیمات مربوط به گزارش خروجی قابل مشاهده و ویرایش هستند. در قسمت Report Destination Folder آدرس ذخیره فایل گزارش قرار دارد. گزینه Create new folder for each image برای هر گزارش یک پوشه مجزا ایجاد می کند همچنین می توان نام پوشه ایجاد شده توسط برنامه را تنظیم کرد.

حالت های مختلف ایجاد پوشه گزارش :

بر اساس نام فایل تصویر
بر اساس تاریخ و زمان
بر اساس تاریخ
یک نام ثابت مشخص

با فعال کردن گزینه Data Report داده های خام گزارش در یک فایل مستقل با نام فایل تصویر ذخیره شده، و کاربر قادر خواهد بود از داده های خام در سایر نرم افزار ها استفاده کند.

آنالیز تصویر در نرم افزار MIP

آنالیز تصویر شامل بخش هایی که بر حسب نیاز و پکیج مورد استفاده به صورت ویزارد برای کاربر نمایش داده می شود.

۱- انتخاب ناحیه پردازشی : در این قسمت کاربر ناحیه ای از تصویر را انتخاب کرده و عملیات آنالیز فقط در این ناحیه انجام می شود.

۲- باینری کردن تصویر Threshold : در این قسمت کاربر بر اساس کد رنگ ها (صفر برای رنگ سیاه ، ۲۵۵ برای رنگ سفید و بین این دو برای رنگ های خاکستری) ناحیه عددی بین ۰ تا ۲۵۵ را انتخاب کرده و بدین طریف قسمتی از تصویر که دارای اهمیت و ارزشمند است از بقیه قسمت های تصویر جدا می شود.

۳- بهینه سازی تصویر باینری : در این قسمت کاربر با امکاناتی که سیستم در اختیار قرار می دهد قسمت های انتخاب شده را تصحیح می کند. به طور مثال ذراتی که بسیار ریز هستند را حذف می کند و یا گوشه های تیز ذرات را از بین می برد.

۴- برخی از امکانات قسمت بهینه سازی فاز ها:

a. حذف ذرات بر اساس مساحت و …

b. حذف ذرات بر اساس انتخاب یک ناحیه توسط کاربر

c. حذف ذرات بر اساس انتخاب کابر با کلیک بر روی ذره مورد نظر

d. جدا سازی ذرات به هم چسبیده به صورت دستی

e. عملگرهای باینری شامل :

Erode : سایش اطراف فاز انتخاب شده با میزان مشخص
Dilate : افزایش اطراف فاز انتخاب شده به میزان مشخص
Opening: صاف نمودن و حذف نقاط تیز در اطراف فاز
Close: پر کردن حفرات کوچک داخل فاز انتخاب شده.
Fill: پر کردن تمام حفرات داخل فاز انتخاب شده.
Inverse: تعویض ناحیه انتخاب شده با زمینه تصویر و بالعکس.

f. پر کردن یک ناحیه به صورتی دستی توسط کاربر


۱- تصویر اصلی		۲- انتخاب ناحیه مورد نظر

انتخاب ناحیه اضافی توسط ابزار Remove polygon		کلیک راست و اعمال حذف ناحیه

object -۱ های به هم چسبیده	۲- جدا سازی توسط ابزار Separator	۳- object جدا شده

نمایش گزارش در نرم افزار MIP

در این قسمت گزارش آنالیز انجام شده به صورت فایل HTML ذخیره و نمایش داده می شود. نمونه ای از گزارشات نرم افزار:

گزارش بسته درصد فاز:

Original Image

Phasefraction

Percent %	Area µm²	Phase Name
۳۹٫۶۴	۱۷۱۷۲۷	Phase1
۶۰٫۱۴	۲۶۰۵۳۳	Phase2
۰٫۲۱۶۹۹	۹۴۰	Retained Phase

گزارش بسته محاسبه اندازه دانه :

Orginal Image					Orginal Image

Phase1 Vertical Length					Phase1 Horizontal Length


Std	Average	Max	Min	Count	Std	Average	Max	Min	Count
۱۶٫۶۳	۲۶٫۰۵	۹۰٫۱۲	۶٫۱۷	۳۹۶	۱۸٫۲۵	۲۸٫۰۸	۱۱۷٫۲۸	۶٫۱۷	۵۴۲

Phase1 Grain Size ASTM E-112-96 Vertical Lines
Unit	Estimated Values	Variables	Description	R
۱/mm²	۷۷۸٫۷۳۲	Na	Number of grains per mm²	۱
µm²	۱۲۸۴٫۱۳۹	AM	Average grain area	۲
µm	۳۵٫۸۳۵	DM	Average diameter of grains	۳
۱/mm	۳۱٫۳۲۴	NL	Number of intercepts per mm	۴
µm	۳۱٫۹۲۴	LM	Mean linear intercept line	۵
G	۶٫۶۵	G	ASTM Grain Size Number	۶

Phase1 Grain Size ASTM E-112-96 Horizontal Lines
Unit	Estimated Values	Variables	Description	R
۱/mm²	۶۶۲٫۰۷۷	Na	Number of grains per mm²	۱
µm²	۱۵۱۰٫۳۹۸	AM	Average grain area	۲
µm	۳۸٫۸۶۴	DM	Average diameter of grains	۳
۱/mm	۲۸٫۸۸۳	NL	Number of intercepts per mm	۴
µm	۳۴٫۶۲۳	LM	Mean linear intercept line	۵
G	۶٫۴۱۶	G	ASTM Grain Size Number	۶

Phase1 Grain Size ASTM E-112-96 Mean of Vertical And Horizontal Lines
Unit	Estimated Values	Variables	Description	R
۱/mm²	۷۲۰٫۴۰۴	Na	Number of grains per mm²	۱
µm²	۱۳۹۷٫۲۶۹	AM	Average grain area	۲
µm	۳۷٫۳۴۹	DM	Average diameter of grains	۳
۱/mm	۳۰٫۱۰۴	NL	Number of intercepts per mm	۴
µm	۳۳٫۲۷۳	LM	Mean linear intercept line	۵
G	۶٫۵۳۶	G	ASTM Grain Size Number	۶