基于岩石薄片偏光序列图的颗粒分割方法技术

本发明专利技术公开了基于岩石薄片偏光序列图的颗粒分割方法，包括以下步骤：(1)准备一组待分割岩石薄片同一视域的偏光序列图像，包含一张单偏光图和一组连续变化偏光角度的正交偏光序列图；(2)对正交偏光序列图进行颗粒目标提取并叠加，得到颗粒目标分割二值图G；(3)建立一张与G相等大小的目标标记图M，在M中标记颗粒目标；(4)根据M寻找两两相邻的颗粒目标及其公共边；(5)对相邻颗粒目标进行融合预测；(6)根据(4)结果在G中处理两相邻颗粒目标的融合过程；(7)重复(3)～(6)直至全图中不存在需要融合的相邻颗粒目标，最后得到的G即为最终的颗粒目标分割结果；即完成基于岩石薄片偏光序列图的颗粒分割。

【技术实现步骤摘要】
基于岩石薄片偏光序列图的颗粒分割方法
本专利技术涉及一种图像分割技术，尤其涉及基于岩石薄片偏光序列图的颗粒分割方法，属于图像分割

技术介绍
颗粒分割是岩石薄片分析鉴定工作的前提，目的是从岩石薄片图像中将颗粒目标提取出来，并划分为一个个单独的目标区域，分割质量的好坏直接影响了分析鉴定工作的准确性。然而，由于岩矿颗粒具有形状不规则，大小不一致，纹理丰富等特点，这使得岩石颗粒的分割变得十分困难。图像分割技术是计算机视觉与人工智能领域中的一大经典难题，众多国内外学者深入研究，提出了大量的分割算法。目前已有的分割算法大多是基于岩石薄片的单偏光图像，然而在实际应用中，岩石颗粒排列较紧密，往往出现重叠、粘连等现象，尤其在岩石薄片的单偏光图像中，颗粒边缘模糊难以分辨，现有的算法分割效果一般。同时，由于岩石薄片在连续变化的偏光角度下，单个颗粒目标内部呈现相似的变化趋势。基于此，希望寻找在连续变化的偏光角度下颗粒目标内部变化趋势的共同特征，实现一种更好的岩石颗粒分割方法，这正是本专利技术的任务所在。
技术实现思路
本专利技术的目的正是在于克服现有技术中所存在的缺陷和不足，提供基于岩石薄片偏光序列图本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于岩石薄片偏光序列图的颗粒分割方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：准备一组待分割的岩石薄片偏光序列图像，该序列图像为岩石薄片的同一个视域，其中包含一张单偏光图和一组连续变化偏光角度的正交偏光序列图，且序列图像中的全部颗粒在不同偏光角度下存在明暗变化但位置和方向始终保持不变；步骤2：对正交偏光序列图进行颗粒目标提取并叠加，得到颗粒目标分割二值图G；步骤3：建立一张与颗粒目标分割二值图G相等图片大小的目标标记图M，对G中的颗粒目标Objecti进行标记，在M中将颗粒目标Objecti对应的像素区域赋值为i，其中i＝1、2、3······n，n为颗粒目标个数，没有目标的区域赋值为零；步骤4：根据...

【技术特征摘要】
1.基于岩石薄片偏光序列图的颗粒分割方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：准备一组待分割的岩石薄片偏光序列图像，该序列图像为岩石薄片的同一个视域，其中包含一张单偏光图和一组连续变化偏光角度的正交偏光序列图，且序列图像中的全部颗粒在不同偏光角度下存在明暗变化但位置和方向始终保持不变；步骤2：对正交偏光序列图进行颗粒目标提取并叠加，得到颗粒目标分割二值图G；步骤3：建立一张与颗粒目标分割二值图G相等图片大小的目标标记图M，对G中的颗粒目标Objecti进行标记，在M中将颗粒目标Objecti对应的像素区域赋值为i，其中i＝1、2、3······n，n为颗粒目标个数，没有目标的区域赋值为零；步骤4：根据步骤3得到的目标标记图M，寻找两两相邻的颗粒目标及其公共边；步骤5：根据相邻颗粒目标的亮度变化相似度对相邻的两颗粒目标进行融合预测；步骤6：根据步骤5的融合预测结果在颗粒目标分割二值图G中处理两相邻颗粒目标的融合过程；步骤7：重复步骤4-6过程直至全图中不存在需要融合的相邻颗粒目标，最后得到的分割二值图即为最终的颗粒目标分割结果；即完成基于岩石薄片偏光序列图的颗粒分割。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤2中所述对正交偏光序列图进行颗粒目标提取并叠加，采用下述方法：(1)对正交偏光序列图进行边缘提取，得到每张正交偏光图的颗粒边缘；边缘提取，可使用任意一种能够提取连续边缘信息的算法，如边缘流算法；(2)根据(1)得到的颗粒边缘信息获取边缘所围区域，对亮度大于阈值的区域进行颗粒目标提取，得到每张正交偏光图的颗粒目标；关于亮度阈值的设置，其建议的范围为30～50，可通过多次实验选取一个合适的值；(3)叠加(2)得到的每张正交偏光图的颗粒目标，得到该组偏光序列图像的颗粒目标二值图；(4)对(3)得到的颗粒目标二值图做去细缝操作，即对图中非颗粒目标区域的像素点，检测其八邻域中是否存在一对对角线像素同时属于颗粒目标区域，若存在则像素点属于细缝区域，将其标记为颗粒目标区域；(5)对(4)得到的结果图进行去噪，得到颗粒目标分割二值图G。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤4中所述根据目标标记图M寻找两两相邻的颗粒目标及其公共边，采用双向搜索的方式，具体过程如下：(1)从目标标记图M零值区域中的某一点出发，同时沿两个相反的方向搜索最近的非零值点q1、q2；两个相反的方向构成反方向对，反方向对共四组，角度分别为0度与180度、45度与225度、90度与270度、135度与315度；当某一组反方向对上找不到非零值点q1、q2，继续尝试下一组；(2)计算该点沿一个方向走过的距离；(3)若距离大于距离阈值时还未找到非零值点则停止该方向对上非零值点的搜索；关于距离阈值的设置，建议的范围为图片大小的2‰～5‰，可根据图片大小选取一个合适的值；(4)标记图中q1、q2点的数值即为两个相邻颗粒目标的编号，q1与q2之间的点即为公共边上的点；(5)对目标标记图M零值区域的所有点进行上述(1)到(4)过程处理后，全图中所有相邻的颗粒目标及其公共边区域即可找到。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤5中所述根据相邻颗粒目标的亮度变化相似度对相邻的两颗粒目标进行融合预测，采用下述方法：(1)根据两相邻颗粒目标及其公共边的单偏光RGB值，计算两颗粒目标与公共边之间的偏差，对公共边进行假边预测；(2)当(1)预测公共边为假边时，按(3)-(6)继续进行融合预测，否则融合预测结果为两颗粒目标不属于同一个颗粒；(3)计算两相邻颗粒目标的正交偏光亮度序列α、β，以及两相邻颗粒目标的重心距离；(4)当两颗粒目标的重心距离大于阈值时，计算亮度序列α、β的偏差，根据两序列偏差进行相似区域预测；关于阈值的设置，建议的范围为图中较小颗粒目标短径的2～3倍，可根据实际情况选取一个合适的值；(5)当两颗粒目标的重心距离小于或等于阈值时，估计亮度序列α的周期，将序列α按周期重组为α′，按序列α′、β偏差最小的情况，根据两序列偏差进行相似区域预测；(6)若相似区域预测结果为两区域相似，则融合预测结果为两区域对应的颗粒目标属于同一个颗粒；否则两区域对应的颗粒目标不属于同一个颗粒。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于步骤(1)中所述根据两相邻颗粒目标及其公共边的单偏光RGB值，计算两颗粒目标与公共边之间的偏差，对公共边进行假边预测，采用下述方法：①分别计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕奇志，彭志伟，何小海，卿粼波，吴晓红，路达，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51