一种煤岩显微图像分析方法及分析系统技术方案

本发明专利技术公开了一种煤岩显微图像分析方法及分析系统，对待处理的煤岩显微图像进行预处理，在预处理后的图像中提取有效区域；将有效区域分割为多个预设尺寸的图像区域，通过训练后的第一神经网络对多个图像区域分别进行目标物的特征检测，得到候选图像区域；通过第二神经网络对待处理的煤岩显微图像中对应候选图像区域的目标图像区域进行分类，得到目标图像区域属于预设类别的置信度；对目标图像区域进行筛选，保留置信度大于第一阈值的目标图像区域，测量保留的目标图像区域的特征指标。本发明专利技术通过深度神经网络完成煤岩显微图像的特征提取，实现了自动语义分割，识别图像中各个不同的煤岩组分及其占比，实现煤岩显微组分的精确检测与识别。

【技术实现步骤摘要】
一种煤岩显微图像分析方法及分析系统
本专利技术涉及图像分析
，具体涉及一种煤岩显微图像分析方法及分析系统。
技术介绍
煤岩显微组分分析主要包括三方面内容：煤岩显微组分类别识别、镜质组反射率测定和煤岩显微组分组及矿物质的测定(显微组分组和矿物含量定量统计)。其中，煤岩显微组分类别识别是后两者的基础和前提，煤岩显微组分分析具有很强的专业性，需要测定者具有深厚的煤岩学基础，这是由于煤岩显微组分的多样性和复杂性决定的。现有的煤岩显微图像分析采用的是传统数字处理的方法，比如小波变换，图像模式识别等传统技术。现有的煤岩显微图像分析方法存在的缺陷主要是鲁棒性差，准确率容易被煤岩图像的成像的质量高低所影响；另外在煤岩组分的量化分析方面，受传统技术所限，测量精度难以提高。应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的；不能仅仅因为上述方案在本专利技术的
技术介绍
部分进行了阐述，而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种煤岩显微图像分析方法及分析系统，能够自动地对煤岩显微图像进行测量，实现煤岩显微组分的精确检测与识别。本专利技术公开了一种煤岩显微图像分析方法，包括：获取待处理的煤岩显微图像；对待处理的煤岩显微图像进行预处理，得到预处理后的图像；在所述预处理后的图像中提取有效区域；将所述有效区域分割为多个预设尺寸的图像区域，通过训练后的第一神经网络对多个所述图像区域分别进行目标物的特征检测，得到候选图像区域；通过第二神经网络对目标图像区域进行分类，得到所述目标图像区域属于预设类别的置信度；其中，所述目标图像区域为取待处理的煤岩显微图像中对应于所述候选图像区域的图像区域；对所述目标图像区域进行筛选，保留置信度大于第一阈值的目标图像区域。作为本专利技术的进一步改进，所述煤岩显微图像的预处理方法包括：采用图像增强技术对低质量图像进行质量增强，使得图像的对比度增加，所述图像增强技术包括灰度阈值法；所述有效区域的提取方法包括：图像连通性、腐蚀、膨胀以及边缘分割中的一种或多种。作为本专利技术的进一步改进，所述第一神经网络具有跨层卷积结构，所述第一神经网络的训练数据为经过数据增强处理且数量大于第二阈值的阳性和假阳性数据。作为本专利技术的进一步改进，还包括：测量保留的所述目标图像区域的特征指标。作为本专利技术的进一步改进，所述特征指标的测量方法，包括：使用目标物的轮廓去除所述目标图像区域中的非目标物区域，得到目标物轮廓区域；计算所述目标物轮廓区域内所有像素的第一参数总和以及像素点个数；根据所述第一参数总和以及所述像素点个数，计算所述特征指标。本专利技术还公开了一种煤岩显微图像分析系统，包括：预处理单元，用于对待处理的煤岩显微图像进行预处理，得到预处理后的图像；提取单元，用于在所述预处理后的图像中提取有效区域；检测单元，用于将所述有效区域分割为多个预设尺寸的图像区域，通过训练后的第一神经网络对多个所述图像区域分别进行目标物的特征检测，得到候选图像区域；分类单元，用于通过第二神经网络对目标图像区域进行分类，得到所述目标图像区域属于预设类别的置信度；其中，所述目标图像区域为取待处理的煤岩显微图像中对应于所述候选图像区域的图像区域；第一筛选单元，用于对所述目标图像区域进行筛选，保留置信度大于第一阈值的目标图像区域。作为本专利技术的进一步改进，在所述预处理单元中，所述煤岩显微图像的预处理方法包括：采用图像增强技术对低质量图像进行质量增强，使得图像的对比度增加，所述图像增强技术包括灰度阈值法；在所述提取单元中，所述有效区域的提取方法包括：图像连通性、腐蚀、膨胀以及边缘分割中的一种或多种。作为本专利技术的进一步改进，所述第一神经网络具有跨层卷积结构，所述第一神经网络的训练数据为经过数据增强处理且数量大于第二阈值的阳性和假阳性数据。作为本专利技术的进一步改进，还包括：测量单元，用于测量保留的所述目标图像区域的特征指标。作为本专利技术的进一步改进，所述测量单元，包括：第二筛选单元，用于使用目标物的轮廓去除所述目标图像区域中的非目标物区域，得到目标物轮廓区域；第一计算单元，用于计算所述目标物轮廓区域内所有像素的第一参数总和以及像素点个数；第二计算单元，用于根据所述第一参数总和以及所述像素点个数，计算所述特征指标。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术通过第一神经网络对分割的各个预设尺寸的图像区域分别进行目标物的特征检测，得到候选图像区域，并通过第二神经网络对待处理的二维煤岩显微图像中的对应于候选图像区域的目标图像区域进行分类，从而能够快速且准确的实现二维图像中目标物的检测、定位和分割，降低了漏检率和假阳性率。附图说明图1为本专利技术一种实施例公开的煤岩显微图像分析方法的流程图；图2为图1中测量目标图像区域的特征指标的流程图；图3为本专利技术一种实施例公开的第一神经网络的架构图；图4为本专利技术一种实施例公开的第二神经网络的架构图；图5为本专利技术一种实施例公开的煤岩显微图像分析系统的示意图；图6为图5中测量单元的示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术做进一步的详细描述：本专利技术提供一种煤岩显微图像分析方法及分析系统，通过深度神经网络完成煤岩显微图像的特征提取，实现了自动语义分割，识别图像中各个不同的煤岩组分及其占比，实现煤岩显微组分的精确检测与识别，克服了传统人工测定耗时、耗力和对专业知识要求高的缺点。如图1所示，本专利技术提供一种煤岩显微图像分析方法，包括：S1、获取待处理的二维煤岩显微图像，对待处理的煤岩显微图像进行预处理，得到预处理后的图像；其中，煤岩显微图像的预处理方法包括：采用图像增强技术对低质量图像进行质量增强，使得图像的对比度增加，主要采用灰度阈值法来实现。S2、在预处理后的图像中提取有效区域；其中，有效区域的提取方法包括：图像连通性、腐蚀、膨胀以及边缘分割中的一种或多种。S3、将有效区域分割为多个预设尺寸的二维图像区域，通过训练后的第一神经网络对各个预设尺寸的图像区域分别进行目标物的特征检测，得到多个候选图像区域；其中，第一神经网络具有跨层卷积结构，第一神经网络的训练数据为经过数据增强处理且数量大于第二阈值的阳性和假阳性数据。S4、通过第二神经网络对目标图像区本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤岩显微图像分析方法，其特征在于，包括：/n对待处理的煤岩显微图像进行预处理，得到预处理后的图像；/n在所述预处理后的图像中提取有效区域；/n将所述有效区域分割为多个预设尺寸的图像区域，通过训练后的第一神经网络对多个所述图像区域分别进行目标物的特征检测，得到候选图像区域；/n通过第二神经网络对目标图像区域进行分类，得到所述目标图像区域属于预设类别的置信度；其中，所述目标图像区域为取待处理的煤岩显微图像中对应于所述候选图像区域的图像区域；/n对所述目标图像区域进行筛选，保留置信度大于第一阈值的目标图像区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤岩显微图像分析方法，其特征在于，包括：
对待处理的煤岩显微图像进行预处理，得到预处理后的图像；
在所述预处理后的图像中提取有效区域；
将所述有效区域分割为多个预设尺寸的图像区域，通过训练后的第一神经网络对多个所述图像区域分别进行目标物的特征检测，得到候选图像区域；
通过第二神经网络对目标图像区域进行分类，得到所述目标图像区域属于预设类别的置信度；其中，所述目标图像区域为取待处理的煤岩显微图像中对应于所述候选图像区域的图像区域；
对所述目标图像区域进行筛选，保留置信度大于第一阈值的目标图像区域。


2.如权利要求1所述的煤岩显微图像分析方法，其特征在于，所述煤岩显微图像的预处理方法包括：采用图像增强技术对低质量图像进行质量增强，使得图像的对比度增加，所述图像增强技术包括灰度阈值法；
所述有效区域的提取方法包括：图像连通性、腐蚀、膨胀以及边缘分割中的一种或多种。


3.如权利要求1所述的煤岩显微图像分析方法，其特征在于，所述第一神经网络具有跨层卷积结构，所述第一神经网络的训练数据为经过数据增强处理且数量大于第二阈值的阳性和假阳性数据。


4.如权利要求1所述的煤岩显微图像分析方法，其特征在于，还包括：
测量保留的所述目标图像区域的特征指标。


5.如权利要求4所述的煤岩显微图像分析方法，其特征在于，所述特征指标的测量方法，包括：
使用目标物的轮廓去除所述目标图像区域中的非目标物区域，得到目标物轮廓区域；
计算所述目标物轮廓区域内所有像素的第一参数总和以及像素点个数；
根据所述第一参数总和以及所述像素点个数，计算所述特征指标。


6.一种煤岩显微图像分析系统，其特征在于，包括：
预处理单元，用于对...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晶晶，
申请(专利权)人：华院数据技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31