【技术实现步骤摘要】
本申请涉及图像识别领域，尤其涉及一种超级电容电极表面积的检测方法、系统及电子设备。
技术介绍
1、随着新能源技术的快速发展，超级电容器作为一种重要的储能装置，因其功率密度高、循环寿命长等优点而备受关注。在超级电容器的研究与开发过程中，电极材料的比表面积是决定其储能性能的关键参数之一。准确测量电极材料的有效比表面积对于评估和优化超级电容器的性能具有重要意义。目前，工业界和学术界普遍采用气体吸附法（bet法）和电化学方法（循环伏安法）对超级电容电极材料的表面积进行测定。现有技术中，bet法是基于气体分子在材料表面的物理吸附原理进行测量。该方法通过测定在不同相对压力下气体分子的吸附量，运用bet方程计算材料的比表面积。这种方法具有理论基础扎实、测量精度高等优点。循环伏安法则是通过在电极材料表面施加周期性电位扫描，测量电极/电解液界面形成的双电层电容，进而换算得到电极材料的电化学活性面积。该方法可以实现原位测量，更接近实际工作条件下的电极状态。
2、然而，这些传统测量方法在实际应用中均存在显著的技术缺陷：首先，就bet法而言，其最大的局限性在于测量过程需要对样品进行破坏性取样。在样品制备环节，机械力作用和真空脱气处理往往会导致电极材料的多孔结构发生不可逆变形或坍塌。特别是对于具有微孔（孔径小于2纳米）和介孔（孔径在2-50纳米之间）结构的材料，这种结构破坏更为严重。由于柔性电极材料的力学强度相对较低，在取样和预处理过程中极易发生孔道结构的改变，从而导致测得的比表面积值与实际使用状态下的有效表面积产生较大偏差。其次，就循环伏安
3、因此，亟需一种技术方案，从而能够提高图像中微孔和介孔结构的可识别性，实现电极表面积的准确无损检测。
技术实现思路
1、本申请的一个目的是提供一种超级电容电极表面积的检测方法、系统及电子设备，至少用以解决现有技术样品制备过程中的结构破坏问题导致检测结果不准确等技术问题。
2、为实现上述目的，本申请的一些实施例提供了以下几个方面：
3、第一方面，本申请的一些实施例提供了一种超级电容电极表面积的检测方法，包括：通过显微镜载物台对超级电容电极样品进行定位，并依次采用低倍率和高倍率显微镜进行粗调和精确对焦；采用环形照明系统在多个预设光照角度下对所述样品进行图像采集，并通过调节曝光时间控制图像亮度直方图峰值；对采集的图像进行多层离散小波分解，并根据不同分解层次对各层高频系数进行非线性增强；利用软阈值方法对增强后的图像进行重构降噪，阈值参数根据分解层次和噪声标准差确定；构建多个不同尺度的圆形结构元素，对应不同孔径特征提取，并采用高斯核对每个尺度计算形态学梯度；采用局部窗口计算统计特征并确定阈值，对多个尺度的特征进行加权融合，权重系数随孔径增大递减。
4、一种可以的实现方式中，其中，通过显微镜载物台对超级电容电极样品进行定位，并依次采用低倍率和高倍率显微镜进行粗调和精确对焦，包括：将所述超级电容电极样品放置于显微镜载物台的中央位置；通过所述显微镜的位移装置对所述样品进行定位；依次采用低倍率和高倍率显微镜对所述样品进行粗调对焦和精确对焦。
5、一种可以的实现方式中，其中，采用环形照明系统在多个预设光照角度下对所述样品进行图像采集，并通过调节曝光时间控制图像亮度直方图峰值，包括：设置环形照明系统中的多个发光单元沿圆周均匀分布，并调节所述发光单元的倾角和照射距离；在多个不同光照角度下分别对所述样品进行图像采集；调节所述图像采集的曝光时间，使图像亮度直方图的峰值位于预设灰度值范围内；在每个光照条件下进行多次图像采集用于叠加降噪。
6、一种可以的实现方式中，其中，对采集的图像进行多层离散小波分解，并根据不同分解层次对各层高频系数进行非线性增强，包括：对所述采集的原始图像进行多层离散小波分解，获得低频分量和多个方向的高频分量；其中包括：，其中，表示特征第层离散小波变换，表示第层低频分量，表示第层水平方向高频分量，表示第层垂直方向高频分量，表示第层对角方向高频分量；根据不同分解层次对各层高频系数进行非线性增强处理；当系数绝对值超过预设阈值时，进行幅值限制以避免数值溢出。
7、一种可以的实现方式中，其中，利用软阈值方法对所述增强后的图像进行重构降噪，所述阈值参数根据分解层次和噪声标准差确定，包括：采用软阈值方法对所述图像进行重构降噪；根据分解层次确定软阈值参数；通过高频子带中间值的绝对偏差计算噪声标准差。
8、一种可以的实现方式中，其中，构建多个不同尺度的圆形结构元素，对应不同孔径特征提取，并采用高斯核对每个尺度计算形态学梯度，包括：构建多个不同尺度的圆形结构元素，分别对应微孔、介孔和宏孔特征提取；对每个尺度计算形态学梯度，并采用高斯核进行处理，其中采用与结构元素尺度相适应的高斯核参数。
9、一种可以的实现方式中，其中，采用局部窗口计算统计特征并确定阈值，对多个尺度的特征进行加权融合，权重系数随孔径增大递减，包括：采用局部窗口计算图像的局部统计特征；根据预设参数计算局部阈值；其中包括：，其中，表示局部阈值，表示局部均值，表示形态学梯度值；对多个尺度的特征进行加权融合，所述权重系数按照孔径大小依次递减。
10、一种可以的实现方式中，其中，根据不同分解层次对各层高频系数进行非线性增强处理，包括：，其中，表示增强后的系数，表示原始高频系数，表示符号函数，表示幂次参数，表示增益系数，表示阈值参数。
11、第二方面，本申请实施例还提供了一种超级电容电极表面积的检测系统，用于实现如上述实施例任一项所述的检测方法，所述系统包括：采样单元和计算单元；其中，所述采样单元用于通过显微镜载物台对超级电容电极样品进行定位，并依次采用低倍率和高倍率显微镜进行粗调和精确对焦；采用环形照明系统在多个预设光照角度下对所述样品进行图像采集，并通过调节曝光时间控制图像亮度直方图峰值；所述计算单元用于对所述采集的图像进行多层离散小波分解，并根据不同分解层次对各层高频系数进行非线性增强；利用软阈值方法对所述增强后的图像进行重构降噪，所述阈值参数根据分解层次和噪声标准差确定；构建多个不同尺度的圆形结构元素，对应不同孔径特征提取，并采用高斯核对每个尺度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超级电容电极表面积的检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，其中，通过显微镜载物台对超级电容电极样品进行定位，并依次采用低倍率和高倍率显微镜进行粗调和精确对焦，包括：
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，其中，采用环形照明系统在多个预设光照角度下对所述样品进行图像采集，并通过调节曝光时间控制图像亮度直方图峰值，包括：
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，其中，对所述采集的图像进行多层离散小波分解，并根据不同分解层次对各层高频系数进行非线性增强，包括：
5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，其中，利用软阈值方法对所述增强后的图像进行重构降噪，所述阈值参数根据分解层次和噪声标准差确定，包括：
6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，其中，构建多个不同尺度的圆形结构元素，对应不同孔径特征提取，并采用高斯核对每个尺度计算形态学梯度，包括：
7.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，其中，采用局部窗口计算统计特征并确定阈值，对多个尺度的特
8.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，其中，根据不同分解层次对各层高频系数进行非线性增强处理，包括：
9.一种超级电容电极表面积的检测系统，用于实现如权利要求1-8任一项所述的检测方法，其特征在于，所述系统包括：采样单元和计算单元；其中，
10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器、系统总线；其中，所述处理器以及所述存储器通过所述系统总线相连；所述存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被所述处理器执行时使所述处理器执行权利要求1-8任一项所述的检测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种超级电容电极表面积的检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，其中，通过显微镜载物台对超级电容电极样品进行定位，并依次采用低倍率和高倍率显微镜进行粗调和精确对焦，包括：
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，其中，采用环形照明系统在多个预设光照角度下对所述样品进行图像采集，并通过调节曝光时间控制图像亮度直方图峰值，包括：
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，其中，对所述采集的图像进行多层离散小波分解，并根据不同分解层次对各层高频系数进行非线性增强，包括：
5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，其中，利用软阈值方法对所述增强后的图像进行重构降噪，所述阈值参数根据分解层次和噪声标准差确定，包括：
6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，其中，构建多个不同...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：绿态宇能上海能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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