河北省邯郸武安市新兴铸管股份有限公司机关研究院  信绍广

一、前言

在金属腐蚀与防护技术的研究领域，测定金属腐蚀程度的方法主要有失重法和腐蚀面积法，在不方便称重或者失重法难以表征的时候，通常采用腐蚀面积法来表征金属的腐蚀程度，腐蚀面积法形象、直观，为广大腐蚀研究人员所采用。但是，目前的腐蚀面积法主要有两种方法，一种是目测测定法，另一只是百分格板法，目测法由于人为因素误差较大，而百分格板法是把格板放到腐蚀面上靠人工统计腐蚀区域占的方格数占测定区域总方格数的比例来计算面积的，虽然较为准确，但是费工耗时，为此，公开号为CN 101709958 A的专利，公开了一种利用计算机检测钢板盐雾腐蚀面积的方法，但是此专利是利用灰度值的差别计算深色钢板上的白锈面积，简单的将小于某一灰度值的像素数累加为白锈面积。对于浅色基体上的另一种浅色锈迹和深色基体上的另一种深色锈迹，如果用上述方法进行计算，其结果是完全错误的。更重要的是，对于黑白混合基体上的红色腐蚀区域，上述方法更是无法计算。

二、程序设计思路及流程图

为了克服现有技术的缺点，现提供一种测定金属锈蚀面积的方法，该方法不受基体颜色和腐蚀产物颜色的限制，只要两种颜色有所区别，就可以通过计算机对金属腐蚀面积进行测定，不受人为因素影响，误差小，省时省力，效率高，评价方法科学、准确。

本方法包括下列步骤：（1）、通过图像输入设备获取经腐蚀实验的金属表面图像并输入计算机；（2）、获取输入图像的各个像素数据；（3）、选取输入图像中具有代表性的典型腐蚀颜色值，典型腐蚀颜色点的选取原则为选取腐蚀产物颜色深浅变化的中间值并提取其（R,G,B）值，记为，其中R-红色，G-绿色，B-蓝色；（4）、设定容差值，记为K，容差值的选取原则为以典型腐蚀代表色为基准，以容差值为颜色波动范围，能包含全部的腐蚀区域且不包含基体区域；（5）、将输入图像中所有与典型腐蚀色颜色差别小于容差值的像素所占区域累加，用公式表达就是，其中，为输入图像中任意一点的颜色值，统计输入图像中所有满足上述条件的像素数即得到金属腐蚀面积。程序设计流程图如图1所示：

                   图1  

上述步骤（3）的选取典型腐蚀颜色值，通过以下方法实现：选取步骤（2）所得的腐蚀区域中颜色最浅的一点，提取其（R,G,B）值，记为；选取颜色最深的一点，提取其（R,G,B）值，记为；计算得到典型腐蚀颜色值，计算方法为，，，即典型腐蚀颜色值为。

上述步骤（4）的设定容差值，通过以下方法实现：a、将步骤（5）得到的计算腐蚀面积与已知金属腐蚀面积（例如，需测定红锈腐蚀面积，需用GB6461-86中的标准图片来校准容差值，标准图片中的腐蚀面积是已知的，选定典型腐蚀颜色值，调整容差值，使计算的腐蚀面积和已知标准图的腐蚀面积相同或位于已知腐蚀面积范围的中间值，则最后所设容差值为所求容差值，记为设定容差值）对比，并做出如下选择：步骤（5）得到的计算腐蚀面积与已知腐蚀面积不相同，修改假定容差值，返回步骤（5）；如果步骤（5）得到的计算腐蚀面积与已知腐蚀面积相同，确定假定容差值为设定容差值，结束。

选取典型腐蚀颜色值和设定容差值的非常重要，在第一次应用本方法时，或切换到另一种不同颜色腐蚀产物进行腐蚀面积测定时，均需重新选取典型腐蚀色和设定容差值，以保证测定金属腐蚀面积的准确性。

本方法与现有技术相比具有以下优点：（1）、不受基体颜色和腐蚀产物颜色的限制，只要两种颜色有所区别，就可以通过计算机对金属腐蚀面积进行测定；（2）、不仅可以计算深色基体上的浅色区域面积和浅色集体上的深色区域面积，而且可以计算浅色基体上的另一种浅色区域面积和深色基体上的另一种深色区域面积，对于深浅色混合基体上的某一颜色区域面积，亦可以进行准确计算；（3）、不受人为因素影响，误差小、耗时短、效率高；（4）、所需设备简单，应用范围广泛，既可应用于金属腐蚀面积测定领域，也可用于金属表面有机涂层破损面积及破损锈蚀面积的测定。进一步说，可以应用在有颜色识别和所需颜色面积测定的领域；（5）、方法实现简单，既可以利用现有的图像处理系统进行测定，亦可以用作者开发的专用的软件，操作简单明了。

三、程序应用实例演示

（1）、通过图像输入设备获取经腐蚀实验的金属片表面图像并输入计算机，图像输入设备为数码照相机，照相时选择金属的测定区域，照相机的像素为1000万像素。

（2）、获取输入图像的各个像素数据。

（3）、选取腐蚀图中具有代表性的典型腐蚀颜色点，典型腐蚀颜色点的选取原则为选取腐蚀产物颜色深浅变化的中间值，然后以（R,G,B）格式提取典型腐蚀颜色的颜色值，记为，本例中腐蚀区域中颜色最深点为（181，123，109），最浅点为（151，123，115），计算得到典型腐蚀色为（166，123，112）。

（4）、设定容差值，容差值的选取原则为以典型腐蚀代表色为基准，以容差值为颜色波动范围，能包含全部的腐蚀区域且不包含基体区域，本实例根据实际应用选取容差值为32。

（5）、将输入图像中所有像素的（R,G,B）值与腐蚀代表色的值相比较，将颜色差别小于容差值的像素所占区域累加，用公式表达就是，其中，为输入图像中任意一点的颜色值，统计输入图像中所有满足上述条件的像素数即得到计算腐蚀面积。本例中采用比较结构颜色的RGB分量的差的平方和的大小，得到容差，计算公式为：，统计输入图像中所有满足上述条件的像素数即得到所测试金属片腐蚀面积为15%。

上例中，选择金属的测定区域可以在步骤1和2中进行，即可以在图像输入设备输入图像时只输入测定区域图像；亦可以在计算机中对图像进行编辑裁剪，重新选择测定区域。

在第一次应用本方法时，或切换到另一种不同颜色腐蚀产物进行腐蚀面积测定时，均需重新选取典型腐蚀色和设定容差值，以保证测定金属腐蚀面积的准确性。本程序能快速准确的选定腐蚀典型色和设定容差值。

所述（4）的容差值的设定，通过以下步骤实现：

a、通过数码相机获取已知金属腐蚀面积的金属表面图像并输入计算机，照相时选择金属的测定区域，选择的测定区域与已知金属腐蚀面积的金属测定区域相同，数码相机分辨率为1000万像素。

b、获取输入图像的各个像素数据；

c、将输入图像中所有像素的颜色值与典型腐蚀颜色值进行对比； 

d、将输入图像中颜色值与典型腐蚀颜色值的差别小于容差值的像素所占区域累加，得到计算腐蚀面积。

e、将步骤d得到的计算腐蚀面积与已知金属腐蚀面积对比并做出如下选择：步骤d得到的计算腐蚀面积与已知腐蚀面积不相同，修改假定容差值，返回步骤d，修改假定容差值的方法为，当步骤d得到的面积大于已知金属腐蚀面积时，将降低假定容差值，如32－1或32－2，当步骤d得到的面积小于已知金属腐蚀面积时，将提高假定容差值，如32＋1或32＋2 ；