[发明专利]改进型马尔科夫链蒙特卡洛二维岩石切片重构方法及系统

权利要求书

1.一种改进型马尔科夫链蒙特卡洛二维岩石切片重构方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤一，对原图进行二值化，计算孔隙度：

针对大小为m*n的原图，通过最大类间方差求得图像的阈值，根据阈值将原图二值化，统计不同像素值像素点总数，计算孔隙度如下：

二值化图像中像素值为0的代表骨架，像素值为1的代表孔隙；上式中，num₁是像素值为1的像素点的总个数，num₀是像素值为0的像素点的总个数；

步骤二：确定邻域系统和条件概率计算公式：

在步骤一得到的二值化图像基础上确定要用到的邻域系统，列出邻域系统所有可能出现的组合，并求每个组合条件下当前所求像素点分别为0或1的概率；条件概率计算公式为：

该邻域条件下所求像素点为0的概率：

该邻域条件下所求像素点为1的概率：

上式中，N是领域系统中的某个组合，x_r是该组合中的像素点，x_(i,j)是当前所求像素点，num_r→0是在该组合条件下x_(i,j)为0的次数，num_r→1是x_(i,j)为1的次数；

步骤三：确定重构路径及条件概率扫描方向：

设置一张与原图大小相同的空图像，空图像中，在偶数行从右向左迭代求值，奇数行从左向右迭代求值，每行的第一个和最后一个像素点由它的上一行的同列像素点通过竖向二邻域求得，得到重构路径；根据重构路径，扫描步骤一得到的二值化图像各方向的条件概率；

步骤四：利用蒙特卡洛计算赋值：

把二值化图像中第一个像素点赋值空图像的第一个像素点，之后对第一行从左向右使用横向二邻域进行计算赋值，之后第二行最后一个像素值通过竖向二邻域，将第一行最后一个像素点作为条件，计算像素值，然后从第二行第n-1个像素点开始，用左向四邻域进行匹配计算，第三行从左向右迭代，之后的换行重复之前操作，直到最后一个像素点被确定；

步骤五：孔隙度满足条件停止循环，得到重构图像；

将孔隙度作为循环结束的条件，当重构图像的孔隙度P_KXD与原图孔隙度p_kxd满足下式，停止循环，得到重构图像；

p_kxd-0.05≤P_KXD≤p_kxd+0.05                (4)

否则，重新设置空图像重复步骤四和步骤五直至满足公式(4)，最终得到重构图像。

2.如权利要求1所述的改进型马尔科夫链蒙特卡洛二维岩石切片重构方法，其特征在于，对所述步骤五得到的重构图像进行评价，方法如下：分别计算二值化图像和重构图像的变差值；

变差值计算公式如下：

其中，a是步长，即两点间距，在这里选取为1到50，N(a)是距离为a的两点的个数，x是像素值，i表示像素点坐标；

计算二值化图像和重构图像的变差函数曲线之间的距离平均值，计算公式如下：

式中，R(a)是重构图像的变差值，r(a)为二值化图像的变差值；通过数据表征二值化图像和重构图像的变差曲线的拟合度，取重构图像与二值化图像在同一步长下变差值的差值，将不同步长下的差值累加取平均值，越小越拟合。

3.一种改进型马尔科夫链蒙特卡洛的岩石切片重构系统，其特征在于，包括：

孔隙度计算模块，用于通过最大类间方差求得原图的阈值，根据阈值将原图二值化，二值化后的图片中像素值为0的代表骨架，像素值为1的代表孔隙，统计像素值分别为0和1的像素点的总数，计算得到孔隙度；

领域系统及条件概率确定模块，用于在二值化图像基础上确定邻域系统，列出邻域系统所有可能出现的组合，并求每个组合条件下像素值分别为0或1的概率；

重构路径及各方向条件概率确定模块，用于在空图像中，在偶数行是从右向左迭代求值，奇数行是从左向右迭代求值，每行的第一个和最后一个像素点由它的上一行的同列像素点通过竖向二邻域求得，确定重构路径；根据重构路径，扫描步骤一得到的二值化图像各方向的条件概率；

计算赋值模块，用于利用蒙特卡洛依次迭代计算空图像中的每一个像素值；

获取重构图像模块，用于将孔隙度作为循环结束的条件，得到重构图像；

结果拟合度评价模块，用于通过数据表征二值化图像和重构图像的变差曲线的拟合度，取重构图像与二值化图像在同一步长下变差值的差值，将不同步长下的差值累加取平均值，越小越拟合。