[发明专利]一种基于灰度匹配的自动化火成岩分类方法

摘要

本发明公开了一种基于灰度匹配的自动化火成岩分类方法，具体包括步骤为：基于QAPF图版，生成灰度图像；基于火成岩矿物含量，生成投点坐标；基于哈希表集合与投点处灰度值，快速获取火成岩分类命名。本发明能在火成岩QAPF等标准灰度图图版的基础上，通过火成岩矿物成分投点、投点位置灰度值获取、基于哈希表集合快速获取火成岩名称等环节，快速实现火成岩的自动化分类命名。本发明与现有技术相比，算法复杂度较低，且解决了图版边界线上火成岩的种类分类问题。

主权项

1.一种基于灰度匹配的自动化火成岩分类方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1，基于标准分类图版的灰度图像生成：将标准分类图版进行预处理，形成灰度图像，具体过程包括如下步骤：步骤11，分类图矢量化：使用矢量数据编辑软件，基于标准QAPF分类图版创建面状图层PolygonLayer；步骤12，区域灰度赋值：根据下述公式(1)，对步骤1创建的面状图层PolygonLayer中各火成岩的分区要素进行灰度计算，并按计算的灰度值对相应区域进行灰度赋值填充；区域灰度赋值填充完成后，得到灰度图像I；其中，GV为灰度值；Fid为面状图层PolygonLayer中不同分区要素的字段值，且Fid＝{0,1,…,N}；N为面状图层PolygonLayer的分区要素数；为下取整函数；步骤13，生成灰度值‑火成岩名称对照表：将步骤12计算的灰度值与面状图层PolygonLayer中对应区域的火成岩名称相对应，形成灰度值‑火成岩名称对照表；然后，将形成的火成岩的灰度值‑火成岩名称对照表信息，存入哈希表容器H1中，其中边界灰度值记为255；步骤14，生成灰度值‑面积对照表：对步骤11创建的面状图层PolygonLayer中各火成岩的分区要素进行面积计算，并将计算的面积与对应区域的灰度值相对应，形成灰度值‑面积对照表；然后，将形成的灰度值‑面积对照表信息，存入哈希表容器H2中；步骤2，基于矿物含量的投点坐标生成，具体包括如下四个步骤：步骤21，建立坐标系：以步骤12形成的灰度图像I中的下顶点P为原点，直线PF为x轴，直线PQ为y轴，单位长度为1个像素，建立坐标系；步骤22，将矿物含量数据转化为投点坐标，具体包括如下步骤：步骤221，输入火成岩化学成分：将已有的火成岩样品的石英含量、碱性长石含量、斜长石含量、长石含量值分别代入变量q、a、p和f；其中，石英含量q与长石含量f不会出现在同一种火成岩内；步骤222，坐标转换：先根据下述公式(2)及步骤221输入的火成岩化学成分，归一化计算出石英含量q'、碱性长石含量a'、斜长石含量p'、长石含量f'；步骤223，基于分类图版投点：根据下述公式(3)、(4)，将火成岩样品的化学成分经坐标转换后，投点至步骤21所建立的坐标系中，得到投点坐标t(x,y)；其中，width为灰度图像I的宽度，height为灰度图像I的高度，为下取整函数；步骤3，火成岩分类名称获取，具体包括如下步骤：步骤31，步骤31，当投点坐标t为顶点时，直接得到岩石类型为副长石岩；当投点坐标t为顶点时，直接得到土岩石类型为含副长石碱长粗面岩；当投点坐标t为顶点时，直接得到岩石类型为玄武岩安山岩；均直接执行步骤4；否则执行步骤32；步骤32，获取投点坐标t(x,y)处的灰度值value，其中，value∈[0,255]；步骤33，当步骤32获取的灰度值value≠255时，直接执行步骤35；否则，投点位置在边界线上，需先执行步骤34，再执行步骤35；步骤34，基于面积优先原则的投点区域优化：获取t点8邻域的灰度值，存入集合A＝{a1,a2,…,a8}，并执行以下步骤：步骤341，剔除集合A中值为255的元素；步骤342，根据步骤14中存储在哈希表容器H2中的灰度值‑面积对照表，获取A中不同元素所对应的面积值，存入集合S＝{s1,s2,…,s8}；步骤343，获取S中面积值最大的元素smax；步骤344，根据存储在哈希表容器H2中的灰度值‑面积对照表，获取smax对应的灰度值，并赋值给灰度值value；步骤35，获取火成岩分类名称：根据灰度值value，与步骤13中存储在哈希表容器H1中的灰度值‑火成岩名称对照表进行对照，能够快速获得相应的火成岩分类名称；步骤4，循环执行步骤2至步骤3，直至完成每一火成岩样品的自动化分类命名。