[发明专利]土颗粒团聚与离散程度的微观视频图像监测与评估方法有效

专利信息
申请号: 201610372586.3 申请日: 2016-05-30
公开(公告)号: CN106018196B 公开(公告)日: 2019-04-09
发明(设计)人: 王若林;朱道佩;桑农 申请(专利权)人: 武汉大学
主分类号: G01N15/00 分类号: G01N15/00;G01N15/02;G01N15/08
代理公司: 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222 代理人: 魏波
地址: 430072 湖*** 国省代码: 湖北;42
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摘要: 发明公开了一种土颗粒团聚与离散程度的微观视频图像监测与评估方法,首先建立微观视频灰度图像数据库,然后,在数据库中建立各物质与灰度值区间的对应关系,接着,统计微观视频灰度图像中代表各物质的灰度值区间内的像素的个数与物质含量或形态的关系,最后,根据上述关系确定待检测土体的实际特征参数,进而确定土颗粒团聚与离散程度。本发明不需要经过现场土体扰动采样到实验室测试的过程,而是直接进行现场土样微观视频评估;采用微观视频图像,对土颗粒团聚离散的过程细节可以实时跟踪;该土体演变的微观视频图像监测与评估方法可以对某一地区的土体进行长期连续实时监测,从而得到该地区土体的演变规律。
搜索关键词: 颗粒 团聚 离散 程度 微观 视频 图像 监测 评估 方法
【主权项】:
1.一种土颗粒团聚与离散程度的微观视频图像监测与评估方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:在自设光源条件下,利用微观视频图像采集设备对不同团聚与离散程度的土体进行拍摄成像;然后,将原始真彩微观视频图像转成微观视频灰度图像,建立微观视频灰度图像数据库;所述微观视频图像采集设备的镜头可以根据需要更换为不同放大倍数的镜头;所述不同团聚与离散程度的土体为土颗粒粒径和孔隙率大小不同的土体;步骤2:在微观视频灰度图像数据库中建立物质与灰度值区间的一一对应关系,即对微观视频灰度图像中不同的物质进行编码;所述物质包括土颗粒、孔隙和其他物质;步骤3:统计微观视频灰度图像中代表孔隙的灰度值区间内的像素的个数,然后,建立它与土体孔隙率的定量关系;步骤4:二值化微观视频灰度图像,然后进行桥接、去杂、细化和骨化处理,得到土颗粒的轮廓; 然后,统计微观视频灰度图像上每个土颗粒内的像素个数,最后,建立平均像素个数与土颗粒平均粒径的定量关系;所述二值化微观视频灰度图像,是将土颗粒和其他物质各视为一种物质,然后进行二值化,进而确定土颗粒的轮廓;所述桥接和去杂处理是通过开操作和闭操作去除微观视频图像中孤立的噪声点,同时保留微观视频图像中本来的细节结构;所述微观视频图像细化处理是将微观视频图像变换成单像素厚度组成的细线;所述微观视频图像骨化处理是保留微观视频图像中心线的细化;所述保留微观视频图像中心线的细化,具体实现步骤如下:(1)做腐蚀操作,但不立刻删除像素,只打标记;(2)将不破坏连通性的标记点删掉;(3)重复执行,直到图像结果不发生变化,得到了细化结果;步骤5:具体实现包括以下子步骤;(1)输入待监测土体的原始真彩微观视频图像,然后将其转成微观视频灰度图像,利用步骤2的方法识别出各个物质;(2)统计微观视频灰度图像中代表孔隙的灰度值区间内的像素的个数,再利用步骤3中建立的关系,可得到土体的孔隙率;(3)利用步骤4中的方法处理微观视频灰度图像,得到土颗粒的轮廓;然后,再统计出平均每个土颗粒内的像素个数,再利用步骤4中建立的关系,可得到土颗粒平均粒径;所述物质包括土颗粒、孔隙和其他物质;步骤6:根据土体的实际特征参数确定土颗粒团聚与离散程度,所述土体的实际特征参数包括土颗粒的平均粒径和土体的孔隙率。
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