[发明专利]一种基于土体图像计算土体裂隙率的方法

说明书

本发明公开了一种基于土体图像计算土体裂隙率的方法，包括以下步骤：步骤S1，对原始彩色图像调整阈值，将其转换为黑白图；步骤S2，将黑白图像转化为二值图；步骤S3，计算圆形土体图像中黑白像素的个数，黑色像素个数与黑白像素之和的比值即为裂隙率。本发明方法先对原始彩色图像调整阈值转换为黑白图；然后计算圆形土体黑白图像中黑白像素的个数，即可获得裂隙率，方法过程简单，免去了二值化处理过程。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种基于土体图像计算土体裂隙率的方法。

背景技术

膨胀土体的裂隙性对其工程性质影响极大。一方面，裂隙的存在破坏土体的整体性，使其强度大为削弱；另一方面，裂隙也加剧了大气对土体的影响，使水分的入侵与土体的风干更为剧烈。因此，研究裂隙的演化规律及其对膨胀土体工程性质的影响，将有助于揭示膨胀土边坡失稳破坏机制，同时，也为制订膨胀土边坡处理措施奠定基础。

一直以来，关于膨胀土裂隙发展的试验中，有各种各样的方式去反映裂隙的发展程度，其中有一种方式为图像法，即通过对土样进行拍照，之后通过一系列后处理来统计裂隙的发育程度。但现有技术中从图像中提取裂隙值均需要对图像进行二值化处理，并且处理步骤较多。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种基于土体图像计算土体裂隙率的方法，先对原始彩色图像调整阈值转换为黑白图；然后计算圆形土体黑白图像中黑白像素的个数，即可获得裂隙率，方法过程简单，免去了二值化处理过程。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于土体图像计算土体裂隙率的方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤S1，对原始彩色图像调整阈值，将其转换为黑白图；

步骤S2，将黑白图像转化为二值图；

步骤S3，计算圆形土体图像中黑白像素的个数，黑色像素个数与黑白像素之和的比值即为裂隙率。

进一步的，在photoshop中对原始彩色图像调整阈值。

进一步的，黑白图保存为png格式。

进一步的，在matlab中将黑白图像转化为单通道图，即为二值图。

进一步的，计算圆形土体图像中黑白像素个数的具体过程为：

步骤S31，根据黑白像素值确定包含裂隙的最大矩形图，该矩形内最大内切圆即为对应的圆形土样图像；

步骤S32，计算出矩形图中黑白像素个数，进而计算获得圆形土体图像中黑白像素个数。

进一步的，确定矩形图的具体过程为：首先对二值图中像素值进行反色处理；然后对图像中黑白像素值进行行列求和，根据列的和值确定矩形左右边界，根据行的和值确定矩形上下边界，截取图像中有值的部分即为矩形图。

进一步的，提取矩形图像中有值部分，计算有值像素个数，即为反色前土样图像中白色像素个数。

进一步的，对矩形图像再次反色，提取有值部分，即为包含矩形边界四个角的黑色像素，并计算黑色像素个数，根据圆形土体图像与矩形图面积比，计算出土样图像中黑色像素个数。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：1)图像只需调整阈值即可进行处理，免去了手动进行二值化这一过程。2)拍摄图像为矩形，土体图像为圆形，该方法免去了处理前需要把矩形图像裁剪为圆形的麻烦，简化步骤。3)统计结果精确明了，对问题的反映更为真实具体。

附图说明

图1是本发明方法的流程示意图；

图2是实施例中原始土体图像；

图3是实施例中调整阈值后的黑白图。