[发明专利]一种用于加气混凝土孔结构的图像分析方法

权利要求书

1.一种用于加气混凝土孔结构的图像分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、获取加气混凝土的截面图像；将图像依次进行灰度化处理、中值滤波处理、调节对比度处理、二值化处理以及反色处理；

步骤二、利用bwlabel算法对反色处理后的图像进行连通成分连通域的提取操作，用不同的标签去标记图像中的不同部分的连通成分，得到标签矩阵；

利用regionprops算法，度量图像区域属性的函数，统计被标记的区域的面积分布，显示区域总数；得到所有孔的像素面积；将所得的面积累加后进行单位换算，得到平均面积以及孔的半径；

假设孔都是理想状态下，那么孔的深度为孔的半径的一半，根据勾股定理有：

；

化简可得：

；

根据孔冠的面积公式：

；

可得孔的半径为：

；

式中，孔的半径为R，孔冠的半径为r；

步骤三、统计连通区域个数，包括以下方法：

分类器方法一：连通成分标记算法；

根据bwlabel算法所得的单连通孔个数，做进一步划分，利用联合分类器技术进行区分；

分类器方法二：极差分析；

统计横纵坐标像素，根据统计的像素结果进行极差分析，将极差与设置的像素阈值进行判定；当像素值差距大于一定阈值判定为二连通孔、三连通孔、多连通孔中的一个；

分类器方法三：斜垂测试比值；

寻找在孔中最长边，求得该直线，然后作两条平行于这条边的致谢，去切孔的边缘，进而求两条直线的距离，然后判断最长边与这两条直线的比值；当比值达到阈值，则判定孔的类别；

分类器方法四：像素投影；

将孔在水平方向与垂直方向的投影的比值作为判定的标准，然后根据阈值进行判定；

分类器方法五：轮廓判断；

将孔的上下轮廓进行统计绘制，然后根据极差，进行判断孔的个数；

步骤四、将步骤三中的多个分类器的方法进行结合，将同类别中的最大的孔作为最大的结果；如果该最大的孔不是单连通孔，则单连通孔的个数减一，该类别的孔加一；统计孔的个数，并在对应的类别记录下该孔的编号；

步骤五、计算孔隙率；

加气混凝土的孔隙率由真实密度和表观密度计算得到，具体表示如下公式所示：

；

式中， 为孔隙率；为加气混凝土的表观密度；为加气混凝土的真实密度；

由可得，加气混凝土的孔隙率的计算公式如下：

；

式中，为加气混凝土的表观质量；为加气混凝土的真实质量；为加气混凝土的表观体积；为加气混凝土的真实体积。

2.根据权利要求1所述的用于加气混凝土孔结构的图像分析方法，其特征在于，在步骤一中，灰度化处理为：利用rgb2gray函数通过消除图像色调和饱和度信息同时保留亮度实现将RGB图像或彩色图转换为灰度图像。

3.根据权利要求1所述的用于加气混凝土孔结构的图像分析方法，其特征在于，在步骤一中，中值滤波处理为：根据处理后的灰度图像，利用medfilt2进行中值滤波得到中值滤波图像。

4.根据权利要求1所述的用于加气混凝土孔结构的图像分析方法，其特征在于，在步骤一中，调节对比度处理为：根据得到的中值滤波图像，利用计算机函数imadjust，调节灰度图像的亮度或彩色图像的颜色矩阵，得到调节对比度图像。

5.根据权利要求1所述的用于加气混凝土孔结构的图像分析方法，其特征在于，在步骤一中，二值化处理为：根据所得的调节对比图像，利用graythresh函数，将灰度图像转换成二值图像。

6.根据权利要求1所述的用于加气混凝土孔结构的图像分析方法，其特征在于，在步骤一中，反色处理为：将二值化图像取反，得到所需的反射图像。

7.根据权利要求1-6所述的用于加气混凝土孔结构的图像分析方法，其特征在于，在步骤五中，加气混凝土的孔隙率由图像中的孔所占的面积与加气混凝土截面图像的面积计算得到，具体表示如下公式所示：

；

式中，为图像中的孔所占的面积；为加气混凝土截面图像的面积。