[发明专利]一种混凝土孔隙特征提取方法及系统

权利要求书

1.一种混凝土孔隙特征提取方法，其特征在于，包括：

利用X射线断层扫描技术扫描透水混凝土，获取透水混凝土断层图像；利用X射线断层扫描技术，根据不同的扫描间距扫描透水混凝土，获取所述透水混凝土断层图像；所述透水混凝土断层图像的张数范围为200~500张；

对所述透水混凝土断层图像进行二值化处理，确定孔隙分布二值化图像；

对所述孔隙分布二值化图像进行三维重构处理，建立孔隙三维重构模型；

根据所述孔隙三维重构模型以及所述孔隙分布二值化图像提取混凝土孔隙特征；所述混凝土孔隙特征包括孔隙率、孔隙连通率、孔隙表面积、孔隙单位体积表面积比、孔隙等效半径、孔隙水力直径、孔隙单位面积周长比、孔道长度以及孔道曲折度；所述根据所述孔隙三维重构模型以及所述孔隙分布二值化图像提取混凝土孔隙特征，具体包括：根据所述孔隙三维重构模型确定透水孔道以及未透水孔道；根据所述透水孔道以及所述未透水孔道确定所述孔隙率、所述孔隙连通率、所述孔隙表面积以及所述孔隙单位体积表面积比；提取所述孔隙分布二值化图像的孔隙轮廓线以及孔隙个数；根据所述孔隙轮廓线以及所述孔隙个数确定所述孔隙等效半径、所述孔隙水力直径以及所述孔隙单位面积周长比；根据孔道轮廓线确定所述孔道长度以及所述孔道曲折度；

所有孔隙体素个数乘以每个体素的体积确定总孔隙体积；连通孔隙体素个数乘以每个体素的体积确定连通孔隙体积；根据所述总孔隙体积以及所述连通孔隙体积确定孔隙率；

根据孔隙体素确定孔隙表面积；

根据孔隙表面积以及孔隙体积确定孔隙单位体积表面积比；

拟合并提取每张断层图像孔隙轮廓线及孔隙个数，提取孔隙轮廓线面积周长信息，提取孔隙特征：孔隙等效半径，孔隙水力直径，孔隙单位面积周长比；

通过计算机可识别孔隙个数，每个孔隙的面积，孔隙轮廓线及其周长，孔隙中心；孔隙等效半径为相同面积下的圆半径，水力直径为孔隙面积的四倍与周长之比；

依据孔道轮廓线，计算断层孔隙中心，拟合孔道中轴线，提取孔隙特征：孔道长度以及孔道曲折度；

根据二维图像中孔隙的轮廓线，计算其中心，从而获得孔隙中心坐标（X，Y，Z），依据三维模型的几何限制，用平滑曲线连接这些中心点，该曲线即为孔道中轴线；

获取孔道长度以及Z轴方向的高差；孔道长度除以Z轴方向的高差确定孔道曲折度。

2.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述对所述透水混凝土断层图像进行二值化处理，确定孔隙分布二值化图像，具体包括：

获取所述透水混凝土断层图像内所有像素点的灰度值；

判断所述灰度值是否低于灰度阈值，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果表示为所述灰度值低于灰度阈值，将所述灰度值所对应的像素点修改为1；

若所述第一判断结果表示为所述灰度值不低于灰度阈值，将所述灰度值所对应的像素点修改为0；

根据所述第一判断结果确定孔隙分布二值化图像。

3.根据权利要求2所述的提取方法，其特征在于，所述根据所述孔道轮廓线确定所述孔道长度以及所述孔道曲折度，具体包括：

根据所述孔隙轮廓线确定孔隙中心坐标；

根据所述孔隙中心坐标确定孔道中轴线以及所述孔道长度；

根据所述孔道长度以及所述孔隙中心坐标的高差确定孔道曲折度。