[发明专利]一种基于图像处理的河流砾石磨圆度的计算方法

摘要

本发明公开了一种基于图像处理的河流砾石磨圆度的计算方法，使用改进后最小二乘法对岩石边缘进行椭圆拟合，基于得到的数据给出了一个符合逻辑的椭圆相似度的判据，定量的分析了岩石的圆滑程度，与肉眼直接观察的方式相比，更具有可靠性、重复性和前瞻性。

主权项

1.一种基于图像处理的河流砾石磨圆度的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)基于Canny算子对河流砾石图像进行边缘提取，选用二维高斯函数滤除噪声信号，得到平滑图像，二维高斯函数：其中σ为标准值，用于控制平滑程度，(x,y)为图像中像素点的坐标；步骤2)计算河流砾石图像各像素点的梯度的幅值和方向，求出水平方向的梯度Gx(x,y)和竖直方向的梯度Gy(x,y)和梯度G'(x,y)：Gx(x,y)＝G(x+1,y)-G(x,y)Gy(x,y)＝G(x,y+1)-G(x,y)步骤3)进行非极大值抑制遍历图像，若像素的灰度值与其梯度方向上前后两像素的灰度值相比不是最大的则像素值置为0，即不是边缘，由于数字图像中像素点是离散的二维矩阵，梯度方向两侧的点不一定存在，因此这个点的灰度值需要通过两侧的点插值得到；步骤4)求得梯度后，进行双阈值确定边缘和连接边缘。对于每个像素点，若其梯度高于高阈值，则认定为边缘，低于低阈值，则认定为非边缘，位于二者之间的则根据该像素周围八个点是否有确为边缘点的点，若有，则认定为该点是边缘点，否则，认定为非边缘点；步骤5)在边缘提取完成之后，进行基于最小二乘法的椭圆拟合，找出最适椭圆，并计算最适椭圆参数；步骤6)在完成椭圆拟合后，定义椭圆相似度，即均方误差与最适椭圆直径的商作为河流砾石磨圆度的量化标准，其中直径为最适椭圆的长短轴的均方根。