本发明专利技术公开了一种三维数值模型构建方法、装置、存储介质和程序产品。该方法中，根据连续多张断层灰度图像对应的二值图建立混合料试件的第一三维数值模型，其中，从任一张二值图的集料区域边界到相邻的二值图的集料区域边界之间平滑过渡；对第一三维数值模型进行网格划分，得到多个网格单元；将形成集料边界的网格单元表面沿远离所在集料的方向扩展，得到过渡区外边界，其中，从集料边界至过渡区外边界之间的区域为过渡区，过渡区远离所连接的集料边界一侧的区域为砂浆区域；分别对集料区域、过渡区域和砂浆区域进行材料属性定义，得到混合料试件的第二三维数值模型。模型精度得到提高，有助于提升混合料性能仿真的性能。有助于提升混合料性能仿真的性能。有助于提升混合料性能仿真的性能。
【技术实现步骤摘要】
三维数值模型构建方法、装置、存储介质和程序产品
[0001]本专利技术涉及数字图像处理
，具体涉及一种三维数值模型构建方法、装置、存储介质和程序产品。
技术介绍
[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
[0003]三维重构是指通过对现有的二维或三维数据进行处理，得到一个新的三维模型的过程。目前，三维重构的技术主要包括以下几种：基于结构光的三维重构技术，基于计算机视觉的三维重构技术，基于点云的三维重构技术，基于CAD数据的三维重构技术。
[0004]以上方法得到的三维数值模型对于试件的描述精度尚待提升。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供一种三维数值模型构建方法、装置、存储介质和程序产品。
[0006]本专利技术采用如下技术方案：一种混合料的三维数值模型构建方法，包括：
[0007]获得混合料试件的连续多张断层灰度图像，所述连续多张断层灰度图像对应的断层的法线方向相同而断层位置沿所述法线方向的一个朝向依次移动；
[0008]在每一张断层灰度图像中分割出集料区域，得到对应的二值图；
[0009]根据所述连续多张断层灰度图像对应的二值图建立所述混合料试件的第一三维数值模型，其中，从任一张二值图的集料区域边界到相邻的二值图的集料区域边界之间平滑过渡；
[0010]对所述第一三维数值模型进行网格划分，得到多个网格单元；
[0011]将形成集料边界的网格单元表面沿远离所在集料的方向扩展，得到过渡区外边界，其中，从所述集料边界至所述过渡区外边界之间的区域为过渡区，所述过渡区远离所连接的集料边界一侧的区域为砂浆区域；
[0012]分别对集料区域、所述过渡区域和所述砂浆区域进行材料属性定义，得到所述混合料试件的第二三维数值模型。
[0013]可选地，所述多个网格单元均为四面体单元，所述集料边界由多个三角形拼接形成，所述过渡区外边界按照如下方式确定：
[0014]根据构成单个集料的边界的全部三角形顶点计算所述单个集料的几何中心；
[0015]将从所述几何中心指向构成所述单个集料的边界的三角形顶点的射线延长设定长度，延长后的射线终点作为所述过渡区外边界的顶点。
[0016]可选地，在每一张断层灰度图像中分割出集料区域，包括：
[0017]将单张断层灰度图像划分出中心区域和环绕所述中心区域的一个或多个环状区域；
[0018]分别在所述中心区域和每一个所述环状区域内独立地确定所述中心区域和每一
个所述环状区域内的二值化分割阈值；
[0019]在所述中心区域和每一个所述环状区域内独立地根据对应的二值化分割阈值进行集料区域分割。
[0020]可选地，所述中心区域呈圆形，所述环状区域呈圆环形。
[0021]可选地，所述二值化分割阈值根据最大类间方差法确定。
[0022]可选地，所述混合料试件的连续多张断层灰度图像是按照如下步骤获得的：
[0023]获得对所述混合料试件进行断层扫描而生成的连续多张原始断层灰度图像；
[0024]对所述连续多张原始断层灰度图像分别进行降噪和图像增强处理，得到所述混合料试件的连续多张断层灰度图像。
[0025]可选地，在每一张断层灰度图像中分割出集料区域，包括：
[0026]将单张断层灰度图像划分出中心区域和环绕所述中心区域的一个或多个环状区域；
[0027]分别在所述中心区域和每一个所述环状区域内独立地确定所述中心区域和每一个所述环状区域内的二值化分割阈值；
[0028]在所述中心区域和每一个所述环状区域内独立地根据对应的二值化分割阈值进行集料区域分割。
[0029]可选地，所述中心区域呈圆形，所述环状区域呈圆环形。
[0030]可选地，所述二值化分割阈值根据最大类间方差法确定。
[0031]可选地，所述多个网格单元均为四面体单元，所述集料边界由多个三角形拼接形成，所述过渡区外边界按照如下方式确定：
[0032]根据构成单个集料边界的三角形顶点计算所述单个集料的几何中心；
[0033]将从所述几何中心指向构成所述单个集料边界的三角形顶点的射线延长设定长度，延长后的射线终点作为所述过渡区外边界的顶点。
[0034]本专利技术采用如下技术方案：一种混合料的三维数值模型构建装置，包括：存储器和处理器，所述存储器存储指令，所述处理器运行所述指令以执行前述的方法。
[0035]本专利技术采用如下技术方案：一种混合料的三维数值模型构建装置，包括：
[0036]获得模块，用于获得混合料试件的连续多张断层灰度图像，所述连续多张断层灰度图像对应的断层的法线方向相同而断层位置沿所述法线方向的一个朝向依次移动；
[0037]分割模块，用于在每一张断层灰度图像中分割出集料区域，得到对应的二值图；
[0038]第一模型建立模块，用于根据所述连续多张断层灰度图像对应的二值图建立所述混合料试件的第一三维数值模型，其中，从任一张二值图的集料区域边界到相邻的二值图的集料区域边界之间平滑过渡；
[0039]网格划分模块，用于对所述第一三维数值模型进行网格划分，得到多个网格单元；
[0040]过渡区生成模块，用于将形成集料边界的网格单元表面沿远离所在集料的方向扩展，得到过渡区外边界，其中，从所述集料边界至所述过渡区外边界之间的区域为过渡区，所述过渡区远离所连接的集料边界一侧的区域为砂浆区域；
[0041]第二模型建立模块，用于分别对集料区域、所述过渡区域和所述砂浆区域进行材料属性定义，得到所述混合料试件的第二三维数值模型。
[0042]本专利技术采用如下技术方案：一种存储介质，其上存储指令，所述指令被运行时执行
前述的方法。
[0043]本专利技术采用如下技术方案：一种计算机程序产品，其在运行时执行前述的方法。
[0044]过渡区的引入，使得对混合料的描述更加精细，有助于提升后续数值分析的精度。
附图说明
[0045]图1是本专利技术实施例的混合料的三维数值模型构建方法的流程图。
[0046]图2是本专利技术实施例的混合料的三维数值模型构建装置的结构图。
[0047]图3是本专利技术另一实施例的混合料的三维数值模型构建装置的结构图。
[0048]图4是本专利技术实施例的断层灰度图像获取方式的示意图。
[0049]图5是本专利技术实施例中滤波过程的原理图。
[0050]图6a至图6d是本专利技术实施例中集料分割所得二值图，其中，图6a为最外侧圆环区域内的分割结果，图6b为内侧圆环区域内的分割结果，图6c为中心圆形区域内的分割结果，图6d为合成的分割结果。
[0051]图7是第一三维数值模型的效果图。
[0052]图8是网格单元表面外扩前的边界示意图。
[0053]图9是网格单元表面外扩后的边界示意图。
[0054本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种混合料的三维数值模型构建方法，其特征在于，包括：获得混合料试件的连续多张断层灰度图像，所述连续多张断层灰度图像对应的断层的法线方向相同而断层位置沿所述法线方向的一个朝向依次移动；在每一张断层灰度图像中分割出集料区域，得到对应的二值图；根据所述连续多张断层灰度图像对应的二值图建立所述混合料试件的第一三维数值模型，其中，从任一张二值图的集料区域边界到相邻的二值图的集料区域边界之间平滑过渡；对所述第一三维数值模型进行网格划分，得到多个网格单元；将形成集料边界的网格单元表面沿远离所在集料的方向扩展，得到过渡区外边界，其中，从所述集料边界至所述过渡区外边界之间的区域为过渡区，所述过渡区远离所连接的集料边界一侧的区域为砂浆区域；分别对集料区域、所述过渡区域和所述砂浆区域进行材料属性定义，得到所述混合料试件的第二三维数值模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个网格单元均为四面体单元，所述集料边界由多个三角形拼接形成，所述过渡区外边界按照如下方式确定：根据构成单个集料的边界的全部三角形顶点计算所述单个集料的几何中心；将从所述几何中心指向构成所述单个集料的边界的三角形顶点的射线延长设定长度，延长后的射线终点作为所述过渡区外边界的顶点。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每一张断层灰度图像中分割出集料区域，包括：将单张断层灰度图像划分出中心区域和环绕所述中心区域的一个或多个环状区域；分别在所述中心区域和每一个所述环状区域内独立地确定所述中心区域和每一个所述环状区域内的二值化分割阈值；在所述中心区域和每一个所述环状区域内独立地根据对应的二值化分割阈值进行集料区域分割。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述中心区域呈圆形，所述环状区域呈圆环形。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁颖，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：
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