[发明专利]基于岩石薄片偏光序列图的颗粒分割方法

说明书

本发明公开了基于岩石薄片偏光序列图的颗粒分割方法，包括以下步骤：(1)准备一组待分割岩石薄片同一视域的偏光序列图像，包含一张单偏光图和一组连续变化偏光角度的正交偏光序列图；(2)对正交偏光序列图进行颗粒目标提取并叠加，得到颗粒目标分割二值图G；(3)建立一张与G相等大小的目标标记图M，在M中标记颗粒目标；(4)根据M寻找两两相邻的颗粒目标及其公共边；(5)对相邻颗粒目标进行融合预测；(6)根据(4)结果在G中处理两相邻颗粒目标的融合过程；(7)重复(3)～(6)直至全图中不存在需要融合的相邻颗粒目标，最后得到的G即为最终的颗粒目标分割结果；即完成基于岩石薄片偏光序列图的颗粒分割。

技术领域

本发明涉及一种图像分割技术，尤其涉及基于岩石薄片偏光序列图的颗粒分割方法，属于图像分割技术领域。

背景技术

颗粒分割是岩石薄片分析鉴定工作的前提，目的是从岩石薄片图像中将颗粒目标提取出来，并划分为一个个单独的目标区域，分割质量的好坏直接影响了分析鉴定工作的准确性。然而，由于岩矿颗粒具有形状不规则，大小不一致，纹理丰富等特点，这使得岩石颗粒的分割变得十分困难。

图像分割技术是计算机视觉与人工智能领域中的一大经典难题，众多国内外学者深入研究，提出了大量的分割算法。目前已有的分割算法大多是基于岩石薄片的单偏光图像，然而在实际应用中，岩石颗粒排列较紧密，往往出现重叠、粘连等现象，尤其在岩石薄片的单偏光图像中，颗粒边缘模糊难以分辨，现有的算法分割效果一般。同时，由于岩石薄片在连续变化的偏光角度下，单个颗粒目标内部呈现相似的变化趋势。基于此，希望寻找在连续变化的偏光角度下颗粒目标内部变化趋势的共同特征，实现一种更好的岩石颗粒分割方法，这正是本发明的任务所在。

发明内容

本发明的目的正是在于克服现有技术中所存在的缺陷和不足，提供基于岩石薄片偏光序列图的颗粒分割方法，该分割方法是先对正交偏光序列图进行边缘提取，据此，提取正交偏光序列图的颗粒目标并叠加，对叠加结果做去边缘、去细缝等操作后，再根据相邻颗粒目标的亮度变化相似度进行相邻颗粒目标的融合，从而得到最终的岩石颗粒分割结果。本发明的方法能够减少传统分割方法的一些误差大以及过分割和欠分割等现象，使岩石薄片的颗粒分割结果更加准确有效。

本发明提供的基于岩石薄片偏光序列图的颗粒分割方法，包含以下操作步骤：

步骤1：准备一组待分割的岩石薄片偏光序列图像，该序列图像为岩石薄片的同一个视域，其中包含一张单偏光图和一组连续变化偏光角度的正交偏光序列图，且序列图像中的全部颗粒在不同偏光角度下存在明暗变化但位置和方向始终保持不变；

步骤2：对正交偏光序列图进行颗粒目标提取并叠加，得到颗粒目标分割二值图G；

步骤3：建立一张与颗粒目标分割二值图G相等图片大小的目标标记图M，对G中的颗粒目标Object_i进行标记，在M中将颗粒目标Object_i对应的像素区域赋值为i，其中i＝1、2、3......n，n为颗粒目标个数，没有目标的区域赋值为零；

步骤4：根据步骤3得到的目标标记图M，寻找两两相邻的颗粒目标及其公共边；

步骤5：根据相邻颗粒目标的亮度变化相似度对相邻的两颗粒目标进行融合预测；

步骤6：根据步骤5的融合预测结果在颗粒目标分割二值图G中处理两相邻颗粒目标的融合过程；

步骤7：重复步骤3-6过程直至全图中不存在需要融合的相邻颗粒目标，最后得到的分割二值图即为最终的颗粒目标分割结果；即完成基于岩石薄片偏光序列图的颗粒分割。

上述技术方案中，步骤2中所述对正交偏光序列图进行颗粒目标提取并叠加，得到颗粒目标分割二值图G，采用下述方法：