The traditional approach to ranking structures and fractures as the comparison with standards (pictures) does not allow to objectively describe the existing diversity of their geometry, to provide the direct comparison of the morphology of structures and fractures to identify critical parameters of structures determining the difference in their resistance to fracture. Formalization of approaches to the description of digital images of structures and fractures is complicated, in particular, due to the differences in the mechanisms of destruction of nominally similar structures that differ in the geometry of the structure of its individual elements and their configuration as a whole; the resulting differences in the metrological support of image processing procedures. It is usually understood that this is provided by default within the framework of the specialized software products used, but in practice, the necessary attention to comparing the alternative options for image processing procedures to choose the optimal one is not always paid. In this regard, the paper considers some aspects of obtaining digital images of structures and fractures, their processing, providing reproducible and comparable results that carry meaningful information about their morphology. In particular, the authors evaluated the role of the etching duration, the choice of the optimal magnification of the microscope (in the range of values comparable in their capabilities to solve a specific problem), and the noise removal procedure. The paper discusses the approaches to the selection of effective image processing algorithms, for example, when changing over from the point estimates of structures to the measuring of their geometry (taking into account the ideas about the statistical nature of structures and fractures, measurement scales). The authors estimated the efficiency of using classical and nonparametric statistics when comparing the results of measurements of the structures and fractures geometry, and the possibility of classifying “blurry” images of microstructures based on the Fourier transform. Based on the results obtained, the authors reviewed some procedures for processing the images of structures and fractures and showed that the use of statistical characteristics of images of structures and fractures makes it possible to rank more objectively the structures according to their geometry.
Традиционный подход к ранжировке структур и изломов - сопоставление с эталонами (картинками) - не позволяет объективно описать существующее разнообразие их геометрии, обеспечить прямое сопоставление морфологии структур и изломов для выявления критических параметров структур, определяющих различие в их сопротивляемости разрушению. Формализация подходов к описанию цифровых изображений структур и изломов осложнена, в частности, из-за различий в механизмах разрушения номинально однотипных структур, отличающихся геометрией строения отдельных ее элементов и их конфигурацией в целом; вытекающими отсюда отличиями в метрологическом обеспечении процедур обработки изображений. Обычно подразумевается, что это обеспечивается в рамках используемых специализированных программных продуктов по умолчанию, но на практике не всегда уделяется необходимое внимание сопоставлению альтернативных вариантов процедур обработки изображений с целью выбора оптимального. В этой связи в работе рассмотрены некоторые аспекты получения цифровых изображений структур и изломов, их обработки, обеспечивающих получение воспроизводимых и сопоставимых результатов, несущих содержательную информацию об их морфологии. В частности, оценены роль продолжительности травления, выбор оптимального увеличения микроскопа (в диапазоне величин, сопоставимых по своим возможностям для решения конкретной задачи), процедуры удаления шумов. Обсуждены подходы к выбору эффективных алгоритмов обработки изображений, например, при переходе от балльных оценок структур к измерению геометрии их строения (с учетом представлений о статистической природе строения структур и изломов, масштабов измерения). Оценены эффективность использования классической и непараметрической статистик при сравнении результатов измерений геометрии структур и изломов, возможность классификации «размытых» изображений микроструктур на основе Фурье-преобразования. На основе полученных результатов уточнены некоторые процедуры обработки изображений структур и изломов и показано, что использование статистических характеристик изображений структур и изломов позволяет более объективно ранжировать структуры по геометрии их строения.