Estudo de algoritmos para reconstrução de relevos de superfícies irregulares: aplicações na fractografia quantitativa e caracterização de materiais

Abstract

O objetivo deste trabalho é desenvolver rotinas para a reconstrução de relevos de superfícies irregulares, particularmente aquelas observadas por microscopia óptica ou eletrônica de varredura, e estudar os conceitos de imageamento envolvidos, visando definir critérios para uma futura padronização dos métodos de processamento na área de estudo de relevos. As imagens obtidas em um microcoscópio óptico Nikon Epiphot 200 e em um microscópio eletrônico de varredura 5600 LV, respectivamente, foram processadas por rotinas de reconstrução a partir do foco e a partir do paralaxe. Essas rotinas implementadas apresentam a inovação, respectivamente, de permitir que o usuário aumente o tamanho da região onde o critério de foco é empregado e a diminuição do tempo de processamento através da análise da transformada de Hartley somente na direção horizontal. Os resultados mostram que a rotina de reconstrução a partir do foco implementada neste trabalho apresentou as mesmas tendências obtidas em um rugosímetro Mitutoyo Surtest 301 e menor quantidade de ruídos quando é utilizado polarizadores; e que a rotina de reconstrução a partir do paralaxe apresenta um erro médio de 5 ± 2% para pontos do par estéreo que são epipolares. Finalmente, o menor tempo de processamento, no caso da reconstrução a partir do paralaxe, permite aumentar a resolução espacial (maior quantidade de pixels) visando diminuir a rotação usada para obter o par estéreo e consequentemente reduzir a oclusão de área e o problema de pontos não epipolares.

The objective of this work is to develop routines for the reconstruction of irregular surfaces relieves, particularly those observed by optical microscopy or scanning electron microscopy, and to study the imaging concepts, seeking to define criteria for a future standardization of the processing methods in the area of study of relieves. The images were obtained in an optical microscope Nikon Epiphot 200 and in an scanning electron microscope 5600. They were, respectively, processed by depth from focus routine and parallax measurement. Those implemented routines present the innovation, respectively, of allowing the user to increase the size of the area where the focus criterion is used and the decrease of the time of processing through the analysis of the transformed of Hartley only in the horizontal direction. The results show that the depth from focus routine implemented in this work it presented the same tendencies obtained in a Mitutoyo Surtest 301 contact profilometer and smaller amount of noises when polarizers is used. The parallax routine presents error of 5 ± 2% for epipolar points from the stereo pair. Finally, in the case of the reconstruction from parallax is necessary to reduce the rotation used to obtain the stereo pair and to increase the space resolution (larger amount of pixels) to reduce the area occlusion and the problem of non-epipolar points.