【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于岩土材料图像处理，尤其涉及一种考虑区域特征的离散多向岩土材料图像分割方法。
技术介绍
1、岩土材料的孔隙结构是指导地下工程的关键参数，如深部能源开采与存储领域(油气资源等)、深部危废封存(co2封存、放射性废料封存)。伴随数字图像技术的发展，通过数字图像研究岩土材料的孔隙结构成为重要的手段，如sem图像、ct图像等。在通过这些图像进行孔隙结构分析以及后续的渗透率量化之前，对图像进行有效的二值化分割是最关键的一步，直接影响后续结果的准确性。
2、目前针对图像进行二值化分割提出了多种不同的算法，这些算法基于多源信息去确定阈值，从而实现图像的二值化分割。但是对于岩土材料，由于其本文颗粒结构特征，实际上在扫描过程中，表面起伏不定，导致图像扫描在不同的区域成像对比不同，因此单纯通过单一的阈值去进行分割，只能保证重点关注区域实现了有效分割，而对于局部分散区域，由于前期扫描的影响，对比并不明显，其分割效果也较差。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种考虑区域特征的离散多向岩土材料图像分割方法，以解决上述现有技术存在的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种考虑区域特征的离散多向岩土材料图像分割方法，包括以下步骤：
3、对岩土材料二维图像进行灰度化处理，得到灰度图像；
4、通过一阶偏导数计算所述灰度图像水平方向和垂直方向的梯度，获得灰度图像中每行和每列的梯度信息；
5、根据所述梯度信息确定分割阈
6、优选地，所述灰度化处理的方法包括：通过灰度函数进行灰度化处理，所述灰度函数的表达式为：
7、f(x,y)＝i(x,y)；
8、式中，i表示灰度图像的强度函数，f(x,y)表示岩土材料二维图像。
9、优选地，水平方向的梯度表达式为：
10、
11、优选地，垂直方向的梯度表达式为：
12、
13、优选地，根据所述梯度信息确定分割阈值的方法包括：通过所述梯度信息计算梯度幅度，基于所述梯度幅度获得局部最大值，将所述局部最大值作为分割阈值。
14、优选地，所述梯度幅度的计算表达式为：
15、
16、式中，表示梯度幅度。
17、优选地，所述梯度幅度的方向表达式为：
18、θ＝atan2(gy,gx)；
19、式中，atan2表示取两个参数的反正切函数。
20、优选地，进行离散分割后，在孔隙区域内，存在离散点，基于灰度的连续性，所述离散点视为孔隙点。
21、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
22、本专利技术首先对岩土材料二维图像进行灰度化处理，得到灰度图像，然后通过一阶偏导数计算所述灰度图像水平方向和垂直方向的梯度，获得灰度图像中每行和每列的梯度信息，最后根据所述梯度信息确定分割阈值，并基于所述分割阈值对灰度图像进行离散分割，获得岩土材料孔隙分割图。本专利技术针对岩土材料的特殊结构进行了更加准确全面的量化，通过多阈值分割方法，能够有效地将图像局部分散区域分割成具有不同特征的区域，提高了图像分析和理解的精度和效率，并且由于本专利技术考虑极端局部特征的对比，受到前处理过程的影响较小，通过与不同算法比较，考虑到原理以及岩土材料表面的不平整度，目前本专利技术受前处理影响最小，基本可以在不进行前处理的情况下就能够实现准确划分，避免预处理造成的图像形变，最大程度的节省数据资源。
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1.一种考虑区域特征的离散多向岩土材料图像分割方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑区域特征的离散多向岩土材料图像分割方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的考虑区域特征的离散多向岩土材料图像分割方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的考虑区域特征的离散多向岩土材料图像分割方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的考虑区域特征的离散多向岩土材料图像分割方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的考虑区域特征的离散多向岩土材料图像分割方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的考虑区域特征的离散多向岩土材料图像分割方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的考虑区域特征的离散多向岩土材料图像分割方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种考虑区域特征的离散多向岩土材料图像分割方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑区域特征的离散多向岩土材料图像分割方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的考虑区域特征的离散多向岩土材料图像分割方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的考虑区域特征的离散多向岩土材料图像分割方法，其特征在于，
...【专利技术属性】
技术研发人员：倪宏阳，刘江峰，浦海，张子灏，张耀晖，王振嘉，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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