[發明專利]一種基于數學形態學的巖石顆粒分割方法

有效

• 申請號: 201810780890.0
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN109087308B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 李作進;何昌隆;譚先鋒;陳劉奎;賀吉勝
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11
• 代理公司: 重慶敏創專利代理事務所(普通合伙) 50253
• 代理人: 陳千

1.一種基于數學形態學的巖石顆粒分割方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

s1：初始化結構元素參數；

s2：用結構元素逐行掃描灰度圖f，重疊區域內對應像素點的灰度值相減，選取重疊區域內的最小值作為重疊區域中心位置的新灰度值，掃描結束后就完成結構元素對灰度圖的腐蝕，得到灰度腐蝕結果圖J；

s3：將灰度腐蝕結果圖J與原灰度圖f逐點比較取最小值，得到灰度圖重建圖；

s4：用結構元素逐行掃描灰度圖重建圖，重疊區域內對應像素點的灰度值相加，選取重疊區域內的最大值作為重疊區域中心位置的新灰度值，掃描結束后就完成結構元素對灰度圖重建圖的膨脹，得到灰度重建圖膨脹圖I；

s5：將灰度腐蝕結果圖J與灰度重建圖膨脹圖I逐點比較取最小值，重復迭代n次至迭代結果穩定時，將所有迭代結果逐點比較，選取最小值，得到灰度重建圖；比較結束后就完成了對巖石顆粒圖像的孔洞填充，得到巖石顆粒孔洞填充灰度圖I^*；

s6：在完成空洞填充的巖石顆粒灰度圖I^*中選擇一個種子點I^*(x,y)；

s7：判斷種子點I^*(x,y)八鄰域內的像素點是否滿足生長條件，如果滿足生長條件，將種子點八鄰域內的像素點加入生長區域內；否則，重新選擇，直至滿足生長條件為止；

s8：根據生長區域定義新的評價標準；

s9：將生長區域為中心，繼續判斷生長區域邊緣四鄰域的像素點是否滿足生長條件，將滿足生長條件的點并入生長區域內；

s10：重復步驟s8-s9，直到區域邊緣四鄰域的像素點不再滿足生長條件，完成巖石顆粒圖像的分割。

2.一種如權利要求1所述的基于數學形態學的巖石顆粒分割方法，其特征在于，所述s1中的結構元素參數包含結構元素的大小、形狀、參數值、設置區域生長條件。

3.一種如權利要求2所述的基于數學形態學的巖石顆粒分割方法，其特征在于，所述S2的具體計算方法為：

(fΘb)(s,t)＝min{f(s+x,t+y)-b(s,t)(s+x),(t+y)∈D_f,(s,t)∈D_b}

式中，f表示巖石顆粒灰度圖，b表示結構元素，(x,y)表示巖石顆粒灰度圖像素點坐標，(s,t)表示結構元素像素點坐標，D_f和D_b分別是灰度圖和結構元素的定義域。

4.一種如權利要求3所述的基于數學形態學的巖石顆粒分割方法，所述s3得到灰度圖重建圖的公式如下：

其中，∧表示逐點比較取最小值，

5.一種如權利要求4所述的基于數學形態學的巖石顆粒分割方法，所述s4中得到灰度重建圖膨脹圖I的公式如下：

6.一種如權利要求3所述的基于數學形態學的巖石顆粒分割方法，所述s5中得到灰度重建圖膨脹圖I的公式如下：

其中，∨表示逐點比較取最小值；

重復迭代n次至迭代結果穩定時，將所有迭代結果逐點比較，選取最小值，得到灰度重建圖，公式如下：

比較結束后就完成了對巖石顆粒圖像的孔洞填充，得到巖石顆粒孔洞填充灰度圖I*。

7.一種如權利要求1所述的基于數學形態學的巖石顆粒分割方法，所述s7的生長條件的判斷方法為：計算I_r(x,y)八鄰域內的像素點與種子點的灰度值之差的絕對值c₁＝|G_r(x,y)-G_r(x±1,y±1)|，其中G_r(x,y)，G_r(x±1,y±1)分別為種子點的灰度值與鄰域像素點的灰度值，如果絕對值小于設定閾值c₁T，則滿足生長條件；否則，認為不滿足，T是種子生長的閾值。