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专利号: 2019101745419
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种岩土体材料数字图像的分割阈值确定方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:S1:获取岩土体材料的SEM图像的灰度直方图曲线;

S2:根据所述灰度直方图曲线,确定分割阈值T的取值范围;

S3:获取所述灰度直方图曲线的二阶导数;

S4:根据所述灰度直方图曲线的二阶导数和分割阈值T的取值范围,确定所述分割阈值T的大小。

2.根据权利要求1所述的一种岩土体材料数字图像的分割阈值确定方法,其特征在于,所述步骤S1获取图像的灰度直方图曲线之前还包括:读取所述岩土体材料的SEM图像,获取所述SEM图像中每个像素的灰度级i、所述每个像素的灰度级i所对应的总像素数量ni。

3.根据权利要求1或2所述一种岩土体材料数字图像的分割阈值确定方法,其特征在于,所述步骤S1获取图像的灰度直方图曲线具体如下:S1.1:确定所述岩土体材料灰度图像中每个像素的灰度级i;

S1.2:根据如下公式,获取所述岩土体材料灰度图像的灰度直方图曲线上各个点:其中,i表示灰度级,N表示图像像素总数,ni表示图像中所有灰度级为i的像素的总像素个数,L表示灰度级的种类数;

S1.3:根据所述P(i),拟合获取岩土体材料灰度图像的灰度直方图曲线。

4.根据权利要求3所述的一种岩土体材料数字图像的分割阈值确定方法,其特征在于,所述步骤S2确定分割阈值T的取值范围具体如下:步骤S2.1:根据所述灰度直方图曲线,确定所述灰度直方图曲线中的峰值数目;

步骤S2.2:根据所述峰值数目,确定所述岩土体材料的结构;

步骤S2.3:获取所述峰值对应像素的灰度级imax;

步骤S2.4:根据所述岩土体材料的结构和峰值对应像素的灰度级imax,确定所述分割阈值T的取值范围。

5.根据权利要求4所述的一种岩土体材料数字图像的分割阈值确定方法,其特征在于,步骤S2.2确定所述岩土体材料的结构具体如下:如果所述灰度直方图曲线只有一个峰值,所述岩土体材料的结构为含孔隙结构;

如果所述灰度直方图曲线有两个峰值,所述岩土体材料的结构为含裂缝结构。

6.根据权利要求5所述的一种岩土体材料数字图像的分割阈值确定方法,其特征在于,步骤S3获取所述灰度直方图曲线的二阶导数之前包括:获取所述灰度直方图曲线的一阶导数,所述一阶导数为:其中,i表示灰度级,ni表示图像中每个像素的灰度级i所对应的总像素数量。

7.根据权利要求6所述的一种岩土体材料数字图像的分割阈值确定方法,其特征在于,确定所述孔隙结构的分割阈值T具体如下:SA4.1:所述灰度直方图曲线只有一个峰值,所述分割阈值T的取值范围为:T<imax

其中,imax为峰值对应像素的灰度级;

SA4.2:获取所述灰度直方图曲线的二阶导数,所述二阶导数为:其中,i表示灰度级,ni表示图像中每个像素的灰度级i所对应的总像素数量;

SA4.3:根据所述二阶导数,确定在分割阈值T的取值范围内二阶导数的最大值aimax;

SA4.4:确定所述二阶导数最大值aimax所对应像素的灰度级iT,所述分割阈值T为:T=iT

其中,iT为二阶导数最大值aimax所对应像素的灰度级。

8.根据权利要求6所述的一种岩土体材料数字图像的分割阈值确定方法,其特征在于,确定所述裂缝结构的分割阈值T具体如下:SB4.1:所述灰度直方图曲线有两个峰值,所述分割阈值T的取值范围为:imax1<T<imax2

其中,imax1为第一个峰值对应像素的灰度级,imax2为第二个峰值对应像素的灰度级;

SB4.2:获取所述灰度直方图曲线的二阶导数,所述二阶导数为:其中,ni表示图像中所有灰度级为i的像素的总像素个数,i表示灰度级;

SB4.3:根据所述二阶导数,确定在分割阈值T的取值范围内二阶导数的最大值aimax;

SB4.4:确定所述二阶导数最大值aimax所对应像素的灰度级iT,所述分割阈值T为:T=iT

其中,iT为二阶导数最大值aimax所对应像素的灰度级。