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C/C复合材料的组分含量测量是进行性能分析和改进工艺的有效手段。本文作者在分析化学气相渗透工艺（CVI）制备的纯净组织C/C复合材料偏振光显微图像特点的基础上,基于模式识别原理提出了一种自适应多目标图像分割方法。根据最大类间方差准则、采用改进的Otsu算法,该系统自动计算孔隙、纤维和热解炭各相间的最佳分割阈值。实验结果表明,该方法不受C/C复合材料组分含量和组分分布形式的影响,分割质量满足定量测量的要求。