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13 · 完整手算:从 100 万体素得到孔隙报告

给出分母、体积、等效径、阈值敏感性和报告措辞的完整教学示例。

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先记住这三点

  1. 给定数据
  2. 对象表与形状
  3. 阈值扰动与结果稳定性
  4. 一段合格的教学报告
01

给定数据

全部为合成示例:材料外包络 ROI=1,000,000 个体素,体素边长 20 μm,分割得到 5000 个内部孔体素。外部空气、支架与设计流道均不在 ROI 内,且暂不考虑边界截断。每个体素为 8×10⁻⁶ mm³。

先算 VROI=8 mm³,Vvoid=0.04 mm³,φ=0.04/8=0.005=0.50%。若误以实体体积 7.96 mm³ 作分母,得到的是孔体积与实体体积之比,不是这里定义的孔隙率。

02

对象表与形状

设三个示例孔分别含 100、400 和 1000 个体素,则体积为 0.0008、0.0032 和 0.0080 mm³,等效球径约为 0.115、0.183 和 0.248 mm。其余孔共同组成总孔体积。表内数量与总体积应能核对。

三个孔可以有完全不同形状;不能由 deq 判定都是球孔。若某孔很扁而靠近表面,其力学意义可能不同于内部球孔。需在原始切片与标签图中检查,而不是只按直径排序后结束分析。

03

阈值扰动与结果稳定性

合理阈值扰动后,孔体素数分别为 4500、5000 和 5600,孔隙率为 0.45%、0.50% 和 0.56%。可以报告基准结果 0.50%,同时说明该扰动范围内变化 0.45%–0.56%。此范围不是自动得到的统计置信区间。

再检查最大孔是否换了对象、相邻孔是否连接、表面区域是否被误纳入。如果总孔隙率变化小而最大孔尺寸变化很大,针对最大缺陷的结论仍不稳健。

04

一段合格的教学报告

“在定义的 8 mm³ 外包络 ROI 内,以基准阈值和所述连通规则得到可分辨内部孔隙体积分数 0.50%。阈值敏感性分析范围为 0.45%–0.56%。结果不包含未可靠分辨的微孔;对象尺寸按等效球径报告,不能直接代表裂纹长度。”

页面下载的合成练习使用更小的已知体数据,可重复完成阈值、连通域和体积计算。它与本章百万体素算例是两个独立练习,样本规模和数值不能混用。

来源与延伸阅读

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