颗粒图像分析仪(Particle Image Analyzer, PIA)是一种利用数字影像处理技术和计算机图像处理方法，对物料固体颗粒的尺寸、形状、颜色分布等进行自动的过程在线检测的仪器。颗粒存在于各种工业过程中，如化工、冶金、造纸、医药等行业，对其尺寸、形状和表面特性的微观检测需要频繁进行。由于传统手动检测单调、效率低且易出错，所以发展了PIA来代替此过程。
 

　　PIA的工作原理和解决方案将通过下面这些部分讨论：
 

　　光学显微镜成像系统
 

　　颗粒在样品池中被悬浮，并排列在成像区域内。通常需要使用高清晰度、放大倍数高，拥有恰当的光源和滤光器的显微镜成像系统。可以采用透射式或反射式光路，根据不同的应用选择不同类型的配件。
 

　　粒子图像获取与处理
 

　　与光学显微镜成像系统相连，在其输出端安装相机。当像素密度大到足够精细时，相机内部的A/D变换器将产生256个灰度级别和20位或多达24位分辨率的图像。这种高分辨率为后面的图像处理提供了良好的基础。
 

　　根据颗粒池中图像的大小、颗粒样品的密度和速度，可以使用各种不同类型的PIA发生器和它们相应的参数设置。每个PAC(颗粒成像区)的图像通过快门相机捕获。然后通过服从大量预先设定规则的算法进行自动处理。在某些情况下，需要手动更改相应的算法因子和管理系统以及软件安装，以使其适应特定工业需求和合理性。
 

　　图像处理
 

　　由于相机输出的图像显然不能直接用于颗粒检测，所以必须利用计算机对获取到的图像进行数字信号处理。首先，在图像中确定单个颗粒的位置，确保后面的处理能够按照每个颗粒行驶。这样，Watershed、Gamma-correction、threshold等处理程序就可以使用。
 

　　另外，还可以采用一些特定方法来构建颗粒的轮廓，并将此信息用作后续的判定标准。例如深度学习和卷积神经网络等需要深入了解图像处理知识。
 

　　计算机编程
 

　　计算机程序用于接收来自相机的原始数据，进行数字信号处理，并将这些数据转化为可视化内容、所需报告等。通常，用户必须定义他们特定应用场景的共性因素(如宽度分布、长/宽比或红外反射特性等)，以便根据统计学方法筛选颗粒和粒度群。
 

　　总之，PIA实现颗粒形状信息字符串的测量，可以用于科学研究、生产等多种行业；数字图像处理技术使PIA更加准确可靠，提高了检测效率和可靠性。