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１．ファイル選択ダイアログを表示して組織画像を選択・読み込みを行います。ファイルはカラーとグレースケールの二通りで読み込みます。グレースケールで読み込む画像は画像処理に使用し、カラーで読み込む画像は結果の表示に使用します。
２．グレースケールで読み込んだ画像に対して、白黒反転した二値化処理（大津の二値化）を行います。その後、画像について輪郭検出を行い、その中であらかじめ決めた大きさ*より小さい輪郭を黒く塗りつぶして、結晶粒内の腐食ピットなどの除去を行います。
*ここでは、画像幅の5/142（画像幅142mmに対して5mmの大きさ）としました。
*ここでは、画像幅の5/142（画像幅142mmに対して5mmの大きさ）としました。
３．上記２の画像に対して、画像の中心を円の中心にとった三つの同心円（直径79.58mm、53.05mmおよび26.53mm同心円）の円周上に相当する位置の画素値を調べ、画素値が255（白色）となる位置を結晶粒界として計数します。
４．最後に、カラーで読み込んだ画像に試験線や計数した粒界の位置を描画し、ターミナルにファイル名や計数値を出力します。任意キーを押すとプログラムは終了します。
今回は、このプログラムに以下の機能を追加しました。
５．上記３の計数の際、結晶粒界ごとに番号を付けて座標値を管理します。座標値のデータはディクショナリ型で管理しました。
６．上記４の出力画像に対して、粒界の追加をマウスの右クリック、削除をマウスの左クリックで行えるようにします。また、画面の左上に現在の粒界の計数値を表示します。任意のキーを押すと、表示されている画像と上記２の画像が自動保存されてプログラムは終了します。なお、試験線から外れた位置では粒界を追加できないようにしています。
改良したプログラムによる結果を示します。
画像処理には図1の組織画像を用いました。図1は、焼入れ焼戻しした機械構造用合金鋼SCM435の旧オーステナイト結晶粒界を専用の腐食液（（株）山本科学工具研究社製 AGS）で現出したものです。前回1)の組織画像に比べて、結晶粒界が細く、素地組織の腐食も多いことが分かります。なお、この画像は幅を142mmとしたときに倍率500倍になります。
図1の組織画像に対して、画像処理による結晶粒界の計数結果を図2に示します。左上に粒界数が表示されていますが、粒界の計数方法は前回と同じです。誤って計数された粒界がかなりあることが分かります。なお、図2において三つの同心円は、画像の幅を142mmとしたときに、直径が79.58mm、53.05mmおよび26.53mmとなるように描画しています。
最後に、今回追加した機能を使って、図2を手動で訂正した結果を図3に示します。図3の結果には主観が含まれていることに注意してください。この試料について同様な方法で5視野の粒界の計数結果は78、78、76、84、72で、これらの平均値は77.6となりました。ここで、図3の試験線の実倍率（500倍）における長さは1mmとなるため、試験線1mm当たりの平均捕捉結晶粒数は77.6となり、JIS G0551（2020） 鋼－結晶粒度の顕微鏡試験方法2)の表A.1より粒度番号は9となります。今回は、前回1)の試料を焼戻して観察しているため、前回と変わらない結晶粒度となりました。
図1 結晶粒界を現出させた組織画像（SCM435、焼入れ850℃・焼戻し600℃、腐食液AGS）
図2 自動による計数結果
図3 手動による訂正結果
1) 画像処理による鋼の結晶粒度の測定についてhttp://www.iri.pref.niigata.jp/topics/R2/2kin16.html
2) 日本規格協会, JIS G0551（2020） 鋼－結晶粒度の顕微鏡試験方法．|
問い合わせ：新潟県工業技術総合研究所 中越技術支援センター 斎藤 雄治 TEL：0258-46-3700 FAX：0258-46-6900 |