[发明专利]一种承载煤岩损伤破裂过程中的红外辐射信息去噪方法

权利要求书

1.一种承载煤岩损伤破裂过程中的红外辐射信息去噪方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤1，设置实验组煤岩试样和对照组煤岩试样，进行煤岩试样红外辐射观测，保持实验组和对照组煤岩试样在同一水平高度，对实验组煤岩试样施加外载荷，收集实验组和对照组煤岩试样的红外辐射数据；

步骤2，将实验组和对照组煤岩试样的红外辐射观测面分为v×v个区域，提取观测过程中实验组和对照组煤岩试样的表面红外辐射温度矩阵，按照分区将其分为v×v个子矩阵，得到红外辐射温度子矩阵集合；

步骤3，计算实验组和对照组煤岩试样每一个红外辐射温度子矩阵的平均红外辐射温度，称为区域平均红外辐射温度，得到观测过程中实验组和对照组煤岩试样区域平均红外辐射温度集合，称为区域平均温度集合；

步骤4，分别对整个观测过程中，实验组的每一个区域平均红外辐射温度与对照组所有的区域平均红外辐射温度进行差运算，得到实验组每一区域平均红外辐射温度差集合，称为区域平均温度差集合；

步骤5，对每一个区域平均温度差集合中的所有平均红外辐射温度差分别进行三次函数拟合，并计算相关系数，得到每一个区域平均温度差集合的相关系数矩阵，称为区域相关系数矩阵；

步骤6，计算实验组试样每一个区域相关系数矩阵中的最大值，提取该值所对应的平均红外辐射温度差，为该区域平均红外辐射温度的最优去噪结果，所有区域的最优去噪结果构成区域去噪结果集合；

步骤7，对区域去噪结果集合进行均值计算，得到等分数为v时实验组试样的平均红外辐射温度去噪结果；选取不同v值，重复步骤2～步骤6，得到不同等分数下的平均红外辐射温度去噪结果；

步骤8，计算步骤7所述的平均红外辐射温度去噪结果的三次函数拟合相关系数，其中相关系数最大值所对应的平均红外辐射温度去噪结果即为最佳去噪结果。

2.根据权利要求1所述的一种承载煤岩损伤破裂过程中的红外辐射信息去噪方法，其特征在于：所述步骤2，按照分区将红外辐射温度矩阵分为v×v个子矩阵的公式为：

即：

式中，A_k为第k帧热像序列的红外辐射温度子矩阵集合；为第k帧红外辐射温度矩阵中的区域(1,1)的子矩阵；x为红外辐射温度矩阵中某元素的温度值；m和n分别为红外辐射温度矩阵行数和列数；v为行、列的等分数；其中，m/v和n/v只取整数部分，红外辐射温度矩阵多余的行、列舍去。

3.根据权利要求2所述的一种承载煤岩损伤破裂过程中的红外辐射信息去噪方法，其特征在于：所述步骤3，区域平均红外辐射温度，区域平均温度集合，公式如下：

式中，为第k帧红外辐射温度子矩阵集合中，(e,s)区域的平均红外辐射温度，e＝1,2…v，s＝1,2…v；为(e,s)区域对应的子矩阵中，第i行j列个元素，i＝1,2…m/v，j＝1,2…n/v；为观测过程中，实验组试样(1,1)区域的平均红外辐射温度；为观测过程中，对照组试样(1,1)区域的平均红外辐射温度；RATS_ex为实验组试样的区域平均温度集合；RATS_co为对照组试样的区域平均温度集合。

4.根据权利要求3所述的一种承载煤岩损伤破裂过程中的红外辐射信息去噪方法，其特征在于：所述步骤4，区域平均温度差集合的计算公式为：

式中，RATDS^e,s为实验组试样(e,s)区域的平均温度差集合，RATD^e,s为(e,s)区域平均温度差集合中的平均红外辐射温度差，为实验组试样(e,s)区域平均温度集合中的某区域平均温度，RATS_co为对照组试样的区域平均温集合。