[发明专利]一种沥青混合料CT图像中颗粒的自适应识别方法

说明书

一种沥青混合料CT图像中颗粒的自适应识别方法，本发明涉及沥青混合料CT图像中颗粒的自适应识别方法。本发明的目的是为了解决现有沥青混合料CT图像中试件中心的黑芯现象带来的混合料的细观结构提取准确率低的问题。过程为：一、确定沥青混合料CT图像中试件半径及圆心位置；二、对CT图像进行空隙灰度归零处理；三、对空隙灰度归零处理后的CT图像进行统计灰度沿径向分布；四、对进行统计灰度沿径向分布后的图像亮度进行均一化处理；五、对进行均一化处理后的图像进行滤波降噪；六、对进行滤波降噪后的图像进行全局阈值分割；七、对进行全局阈值分割后的图像进行图像形态学处理。本发明用于数字图像处理，道路工程。

技术领域

本发明涉及沥青混合料CT图像中颗粒的自适应识别方法。数字图像处理，道路工程。

背景技术

沥青混合料是一种多相复合材料，各组成材料具有较大的差异性、随机性及变异性，导致其细观结构具有不唯一性，传统的宏观经验性评价方法并不能有效反映其结构组成，需要从细观角度揭示沥青混合料的性能机理，为了能够准确提取混合料的细观结构，需要开发精度更高的沥青混合料CT图像的图像处理方法。

沥青混合料CT图像的灰度直方图中大致存在5个波峰，各峰按灰度按由小到大的顺序应该依次代表：背景、空隙和伪影、沥青砂浆、集料；如图2a、2b、2c。但实际上，图像中试件中心会出现黑芯现象，即中心附近的亮度较边缘部分低，亮度沿试件半径方向呈非线性分布，这主要是由射线硬化引起，会导致部分集料的灰度值较低偏移至砂浆的波峰中，若不对黑芯加以处理，直接使用基于全局的阈值分割提取集料，会导致黑芯范围内的集料被识别为背景去除，产生集料信息的损失，这也是现阶段沥青混合料CT图像处理的难点。

目前效果较好的一种方法是基于环形分块的阈值分割方法，实现了较基于全局阈值分割方法更好的分割精度，但由于黑芯的边界实际上是渐变的，并非有明确的边界，所以从理论上与实际效果上来看，分环后每个环上集料的灰度仍旧是渐变的，但由于灰度的极差在分环后有所减小，所以削弱了黑芯的对阈值分割的影响，这说明分环法只能缓解黑芯对与阈值分割的影响，而不能做到根除。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有沥青混合料CT图像中试件中心的黑芯现象带来的混合料的细观结构提取准确率低的问题，而提出一种沥青混合料CT图像中颗粒的自适应识别方法。

一种沥青混合料CT图像中颗粒的自适应识别方法具体过程为：

步骤一、确定沥青混合料CT图像中试件半径及圆心位置；

步骤二、对已确定试件半径及圆心的CT图像进行空隙灰度归零处理，得到空隙灰度归零处理后的CT图像；

步骤三、对空隙灰度归零处理后的CT图像进行统计灰度沿径向分布；

步骤四、对步骤三进行统计灰度沿径向分布后的图像亮度进行均一化处理；

步骤五、对步骤四进行均一化处理后的图像进行滤波降噪；

步骤六、对步骤五进行滤波降噪后的图像进行全局阈值分割；

步骤七、对步骤六进行全局阈值分割后的图像进行图像形态学处理。

本发明的有益效果为：

本发明确定沥青混合料CT图像中试件半径及圆心位置；对已确定试件半径及圆心的CT图像进行空隙灰度归零处理，得到空隙灰度归零处理后的CT图像；对空隙灰度归零处理后的CT图像进行统计灰度沿径向分布；对进行统计灰度沿径向分布后的图像亮度进行均一化处理；对进行均一化处理后的图像进行滤波降噪；对进行滤波降噪后的图像进行全局阈值分割；对进行全局阈值分割后的图像进行图像形态学处理。以完全解决黑芯对阈值分割程序的影响，解决现有沥青混合料CT图像中试件中心的黑芯现象带来的混合料的细观结构提取准确率低的问题，提高了对沥青混合料的细观结构提取准确率。