[发明专利]基于图像识别的岩石破裂特征参数自动获取方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于图像识别的岩石破裂特征参数自动获取方法及系统，该方法包括：获取待提取岩石破裂特征参数的岩石破裂图像；划分出所获取的岩石破裂图像中的目标研究区域；通过阈值分割获取所述目标研究区域的二值化图像；基于连通区域特征参数过滤掉所述二值图像中的非裂纹区域的噪点；其中，连通区域特征参数包括：连通区域面积阈值和连通区域椭圆拟合长短轴比；基于形态学细化和骨架修复算法，获取过滤后的二值图像中的裂纹骨架；基于获取的裂纹骨架，统计得到岩石破裂特征参数。本发明有助于加快室内试验后人工分析和统计裂纹的效率，并保证岩石破裂特征参数获取的准确性。

技术领域

本发明涉及图像识别技术与岩石室内试验技术领域，特别涉及一种基于图像识别的岩石破裂特征参数自动获取方法及系统。

背景技术

岩石室内试验是获取岩石物理力学性质重要的手段之一，裂纹是在岩石破裂过程中不断孕育、扩展、贯通形成的，对裂纹的定量化描述有助于深入理解岩石破裂过程和机理。CT和SEM扫描是观察岩石破裂后裂纹形态的常用方法。

传统的裂纹描述方法主要为定性描述，试验后通过人力分析和观察裂纹形态，无法获取裂纹的形态特征参数，造成岩石破裂特征参数获取困难。

发明内容

本发明提供了一种基于图像识别的岩石破裂特征参数自动获取方法及系统，以解决岩石室内试验岩石试样破裂特征参数获取困难的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种基于图像识别的岩石破裂特征参数自动获取方法，所述基于图像识别的岩石破裂特征参数自动获取方法包括：

获取待提取岩石破裂特征参数的岩石破裂图像；

划分出所获取的岩石破裂图像中的目标研究区域；

通过阈值分割获取所述目标研究区域的二值化图像；

基于连通区域特征参数过滤掉所述二值图像中的非裂纹区域的噪点；其中，所述连通区域特征参数包括：连通区域面积阈值和连通区域椭圆拟合长短轴比；

基于形态学细化和骨架修复算法，获取过滤后的二值图像中的裂纹骨架；

基于获取的裂纹骨架，自动统计得到岩石破裂特征参数。

进一步地，所述岩石破裂图像为CT或SEM扫描得到的岩石破裂图像。

进一步地，所述划分出所获取的岩石破裂图像中的目标研究区域，包括：

对于所获取的岩石破裂图像，首先生成与待研究区域大小相同的掩膜，然后将生成的掩膜与原图进行位与运算，以划分出目标研究区域。

进一步地，当所述岩石破裂图像为CT扫描得到的岩石破裂图像时，所述生成与待研究区域大小相同的掩膜，包括：

利用Python平台的OpenCV计算机视觉软件库中的cv2.HoughCircles()函数检测圆的边缘，cv2.HoughCircles()函数返回值为圆心坐标和半径；

将圆内部填充为白色，圆外部填充为黑色，得到掩膜；

利用cv2.bitwise_and()函数获取掩膜中白色区域的部分，即目标研究区域；

将图像中非目标研究区域像素值置为255。

进一步地，当所述岩石破裂图像为SEM扫描得到的岩石破裂图像时，生成的掩膜为方形掩膜。

进一步地，所述通过阈值分割获取所述目标研究区域的二值化图像，包括：