【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像及数据处理，具体而言，涉及一种钻孔岩芯图像识别与编录方法及系统。
技术介绍
1、在大型水电站项目的前期勘察阶段，地质勘察工作至关重要。通常会布置数百个钻孔，累计钻探长度可达数十万米。针对不同的生产研究内容，可能需要追加布置新的钻孔以满足生产勘探设计和科研项目需求。钻孔中获取的岩芯，除去少量用于取样试验外，大部分会放置在特制尺寸的岩芯盒中供地质人员后期查验和编录。
2、目前，对钻孔岩芯的三率编录通常采用现场手动方法。这种方法一般由两到三名人员组成，分别负责测量段内岩芯的尺寸等量化数据、观察分析段内岩芯的破碎程度和记录数据，钻孔的总体深度通常很大。在恶劣的工作条件下，现场手动编录耗费大量人力物力。
3、目前也采用计算机辅助岩芯编录系统。这类系统可以辅助地质人员进行岩芯编录，但仍然需要人工进行大量的图像处理和数据录入工作。虽然相较于纯手工方法有一定的效率提升，但在处理大量钻孔岩芯图像时，仍然存在效率和准确性的问题。此外，这些系统通常无法自动识别和分析岩芯的破碎程度、三率等关键指标，这些问题限制了现有方案在实际应用中的性能。
4、有鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种钻孔岩芯图像识别与编录方法及系统，解决采用现有技术进行岩心编录时，仍需人工进行大量图像处理、数据录入和手动编录，存在效率低下和人为误差的问题。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一方面，提供一种钻孔岩芯图像识
4、进一步的，获取多张岩芯图像包括以下步骤：对多个装有岩芯的岩芯盒拍照，得到多张原始图像；对每一张原始图像执行以下步骤：采用图像识别算法对原始图像中的岩芯部分和岩芯盒部分进行识别；将识别出的岩芯盒部分的每个像素点转变为黑色像素点；采用二值化和形态学操作将识别出的岩芯部分与黑色像素点表示的岩芯盒部分区分；根据区分结果裁剪出岩心部分，得到岩芯图像。
5、进一步的，得到多张原始图像之后，包括以下步骤：采用仿射变换对每一张拍摄图像进行处理，得到多张正视图像；记录每一张正视图像对应的钻孔变化、埋深和岩芯摆放顺序。
6、进一步的，训练实例分割检测模型包括以下步骤：对采集率任务数据集、获得率任务数据集和rqd任务数据集对应的多张岩芯图像进行尺寸调整；将尺寸调整后的多张岩芯图像输入卷积神经网络中进行特征提取，得到多张低分辨率的特征图；对多张低分辨率的特征图进行上采样，得到多张高分辨率的特征图；高分辨率的特征图与原始岩芯图像具有相同的分辨率；将多张高分辨率的特征图输入分类器中进行分类，得到多个岩芯实例。
7、进一步的，根据检测结果计算获得岩芯的采集率、获得率和rqd，包括以下步骤：设置多条度量线；度量线与岩芯的中心线重合，度量线的数量与岩芯盒的排数相同；针对每一条度量线对应的岩芯，获取岩芯在度量线上的像素点总数与岩心盒在度量线上的像素点总数的比值。
8、另一方面，提供一种钻孔岩芯图像识别与编录系统，包括：图像获取模块，用于获取多张岩芯图像；图像划分模块，用于将多张岩芯图像划分为采集率任务数据集、获得率任务数据集和rqd任务数据集；模型训练模块，用于利用采集率任务数据集、获得率任务数据集和rqd任务数据集训练实例分割检测模型；图像检测模块，用于利用训练好的实例分割检测模型对岩芯图像进行检测，输出检测结果；数据计算模块，用于根据检测结果计算获得岩芯的采集率、获得率和rqd；结果输出模块，用于输出计算获得的采集率、获得率和rqd，完成钻孔岩芯图像识别与编录。
9、进一步的，图像获取模块包括：图像采集单元，用于对多个装有岩芯的岩芯盒拍照，得到多张原始图像；图像处理单元，用于对每一张原始图像进行处理；图像处理单元包括：图像识别子单元，用于采用图像识别算法对原始图像中的岩芯部分和岩芯盒部分进行识别；像素处理子单元，用于将识别出的岩芯盒部分的每个像素点转变为黑色像素点；图形区分子单元，用于采用二值化和形态学操作将识别出的岩芯部分与黑色像素点表示的岩芯盒部分区分；图像裁剪子单元，用于根据区分结果裁剪出岩心部分，得到岩芯图像。
10、进一步的，还包括：图形处理模块，采用仿射变换对每一张拍摄图像进行处理，得到多张正视图像；数据记录模块，用于记录每一张正视图像对应的钻孔变化、埋深和岩芯摆放顺序。
11、进一步的，模型训练模块包括：尺寸调整单元，用于对采集率任务数据集、获得率任务数据集和rqd任务数据集对应的多张岩芯图像进行尺寸调整；特征提取单元，用于将尺寸调整后的多张岩芯图像输入卷积神经网络中进行特征提取，得到多张低分辨率的特征图；上采样单元，用于对多张低分辨率的特征图进行上采样，得到多张高分辨率的特征图；高分辨率的特征图与原始岩芯图像具有相同的分辨率；图像分类单元，用于将多张高分辨率的特征图输入分类器中进行分类，得到多个岩芯实例。
12、进一步的，数据计算模块包括：度量线设置单元，用于设置多条度量线；度量线与岩芯的中心线重合，度量线的数量与岩芯盒的排数相同；像素点比值计算单元，用于针对每一条度量线对应的岩芯，获取岩芯在度量线上的像素点总数与岩心盒在度量线上的像素点总数的比值。
13、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：采用深度学习技术，尤其是实例分割方法，实现岩芯的自动识别和分析，减少人工参与程度，降低人力物力投入，提高编录效率。利用深度学习和实例分割技术自动识别和分析岩芯的破碎程度、三率等关键指标，减少人为误差，提高数据的准确性。实例分割技术可以在图像中精确地识别出各个目标对象的边缘轮廓，从而提高岩芯识别和分析的准确性。深度学习和实例分割技术能够自动处理大量钻孔岩芯图像，减少现场人员的工作量，降低在恶劣环境下工作的风险。
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1.一种钻孔岩芯图像识别与编录方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钻孔岩芯图像识别与编录方法，其特征在于，获取多张岩芯图像包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种钻孔岩芯图像识别与编录方法，其特征在于，得到多张原始图像之后，包括以下步骤：
4.根据权利要求1-3中任一所述的一种钻孔岩芯图像识别与编录方法，其特征在于，训练实例分割检测模型包括以下步骤：
5.根据权利要求1-3中任一所述的一种钻孔岩芯图像识别与编录方法，其特征在于，根据检测结果计算获得岩芯的采集率、获得率和RQD，包括以下步骤：
6.一种钻孔岩芯图像识别与编录系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的一种钻孔岩芯图像识别与编录系统，其特征在于，图像获取模块包括：
8.根据权利要求7所述的一种钻孔岩芯图像识别与编录系统，其特征在于，还包括：
9.根据权利要求6-8中任一所述的一种钻孔岩芯图像识别与编录系统，其特征在于，模型训练模块包括：
10.根据权利要求6-8中任一所述的一
...【技术特征摘要】
1.一种钻孔岩芯图像识别与编录方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钻孔岩芯图像识别与编录方法，其特征在于，获取多张岩芯图像包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种钻孔岩芯图像识别与编录方法，其特征在于，得到多张原始图像之后，包括以下步骤：
4.根据权利要求1-3中任一所述的一种钻孔岩芯图像识别与编录方法，其特征在于，训练实例分割检测模型包括以下步骤：
5.根据权利要求1-3中任一所述的一种钻孔岩芯图像识别与编录方法，其特征在于，根据检测结果计算获...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴章雷，黄音昊，李青春，杨轶茗，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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