[發明專利]一種大理巖顯微薄片自動鑒別方法

在審

• 申請號: 201410382323.1
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104112126A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 郝慧珍;汪丹茹;顧慶;胡修棉;陳道蓄
• 申請（專利權）人: 南京大學鎮江高新技術研究院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明涉及一種利用圖像進行物品鑒別的方法，具體是一種大理巖顯微薄片的自動鑒別方法，該方法針對巖石顯微薄片人工鑒別成本高昂問題，應用信息處理技術實現大理巖薄片的自動鑒別。抽取圖像的紋理特征，將薄片圖像轉換為紋理特征值向量，再采用人工智能方法自動鑒別巖石薄片。

背景技術

大理巖是由碳酸鹽巖經區域變質作用或接觸變質作用而形成火成巖，是一種優良的建筑材料和美術工藝品原料。巖石薄片鑒定是根據巖石的紋理特性，確定巖石的類型，進而確定其結構、來源和成因。現有巖石薄片鑒定多采用人工，不僅需要專業的鑒別專家，且代價高昂，效率較低；鑒別過程過度依賴個人經驗，不可重復。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種大理巖顯微薄片的自動鑒別方法，該方法依靠計算機技術對巖石薄片的圖像紋理進行鑒別，從而判斷是否為大理巖，該方法完全替代了人工，提高了效率，且具有重復性。

本發明所述的大理巖顯微薄片自動鑒別方法，其包含以下步驟：

1)讀取待確定巖石薄片的位圖圖像；將其轉換為灰度圖像，由灰度矩陣C表示：對每一個像素，采用三基色顏色值(r,g,b)計算灰度值c，計算公式如下：

c＝0.33×r+0.34×g+0.33×b；

2)參考二維一階離散小波分解處理灰度圖像，分解為4個頻域的系數矩陣：低頻分量系數矩陣A，水平方向系數矩陣H，豎直方向系數矩陣V和對角線方向系數矩陣D；令原始灰度圖像的像素行數為M，列數為N，則轉換后的系數矩陣行數為列數為其中表示向下取整；

3)對每一個系數矩陣，將元素值梯度化到0-255之間，并統計梯度分布；

4)基于每一個梯度分布，計算對應系數矩陣的統計特征，包括均值、中位數、方差、偏度、以及峰值指標，構成紋理特征值向量；

5)將薄片圖像轉換為紋理特征值向量，儲備樣本集，采用隨機森林分類技術，自動鑒別巖石薄片是否屬于大理巖。

上述步驟2)中參考二維一階離散小波分解處理灰度圖像的計算過程是：首先確定Haar小波變換的尺度函數φ()和小波函數ψ()，由下述公式所示，其中x為參數，表示任意實數：

φ(x)=10≤x<10otherwise;]]>

ψ(x)=10≤x<0.5-10.5≤x<10otherwise;]]>

然后基于上述基本函數，四個系數矩陣的計算方法分別由下述公式所示，其中，M和N為圖像的像素行數和列數，c(x,y)為灰度矩陣C中第x+1行、y+1列像素的灰度值：