[发明专利]基于粒子群优化与贝塞尔曲线的颗粒形状模拟方法及系统

权利要求书

1.一种基于粒子群优化与贝塞尔曲线的颗粒形状模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用分类器对获取的待处理图像进行图像分割，获得单个颗粒的图像；

针对于单个颗粒的图像，提取颗粒的边界点，并基于设定的贝塞尔曲线段的数量，将提取到的若干个边界点划分为多个子集；

基于贝塞尔曲线将所述子集进行拟合，且在拟合过程中基于粒子群优化算法确定拟合的最优控制点，所述基于贝塞尔曲线将所述子集进行拟合，且在拟合过程中基于粒子群优化算法确定拟合的最优控制点的步骤，包括：针对于每个子集，所有的边界点组成一个线段，针对于每个线段，分别基于该线段两端的端点做切线，并求取两条切线的交点；将原始图像覆盖面积与拟合贝塞尔曲线覆盖面积的重叠差值定义为拟合的损失；定义变量x₁和x₂，分别为线段Q₀ Q₁和Q₂ Q₃的长度，执行粒子群优化算法，通过最小化损失确定点Q₁和Q₂的位置，最小化损失对应的位置点Q₁和Q₂即为最优控制点；其中，Q₀、Q₃分别为线段的两个端点，Q₁和Q₂分别位于端点与交点之间；重复上述步骤，直至所有的边界点子集均被贝塞尔曲线拟合完成；

基于所述最优控制点形成封闭的颗粒形状轮廓，完成颗粒形状模拟。

2.根据权利要求1所述的基于粒子群优化与贝塞尔曲线的颗粒形状模拟方法，其特征在于，所述待处理图像为CT图像。

3.根据权利要求1所述的基于粒子群优化与贝塞尔曲线的颗粒形状模拟方法，其特征在于，所述针对于单个颗粒的图像，提取颗粒的边界点，并将提取到的若干个边界点划分为多个子集的步骤，包括：

利用单个颗粒的图像，提取颗粒的边界点，并寻找边界点的凸包作为颗粒的外轮廓；

给定贝塞尔曲线段的数量，确定每个贝塞尔曲线段末端的支持方向；

找到每个支持方向的支持点，并将这些支持点作为分割位置，通过分割位置将若干个边界点划分为多个子集。

4.根据权利要求3所述的基于粒子群优化与贝塞尔曲线的颗粒形状模拟方法，其特征在于，在若完成颗粒形状模拟后还包括步骤：

判断是否达到设定的模拟精度，如果否，则增加贝塞尔曲线段的数量，并基于新的数量将若干个边界点划分为多个子集，以及重新进行贝塞尔曲线拟合。