[发明专利]一种基于互相关函数的二维裂隙复现方法

权利要求书

1.一种基于互相关函数的二维裂隙复现方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：基于互相关函数的二维建模，包括：

步骤1.1：获取二维裂隙图像，通过坐标转换将三维裂隙转换为二维裂隙；

步骤1.2：对步骤1.1得到的二维裂隙图像进行处理，得到训练图像TI与条件点图像HD；

步骤1.3：基于互相关函数建立模型，过程如下：

步骤1.31：设定扫描模板T并得到重叠区域OL，具体为：设定扫描模板T，将训练图像TI沿着模拟路径划分为多个扫描单元，以一个像素点作为节点，以此节点代表扫描模板T在多个扫描单元上依次扫描，两个相邻的扫描单元之间的重叠部分定义为重叠区域OL，所述重叠区域OL具有预设宽度；

步骤1.32：创建要模拟的网格G，网格G与训练图像TI尺寸相同，在训练图像TI中选取任意一个节点作为网格G中的第一个节点，将此节点代表扫描模板T复制到网格G中；

步骤1.33：利用互相关函数计算相关性，具体为：设定第一阈值，在网格G中的第一个节点所代表的扫描模板T中提取重叠区域OL并将重叠区域OL与训练图像TI进行对比，使用互相关函数计算二者的相关性，对得到的相关性数值进行排序，在训练图像TI中选取相关性高于第一阈值的节点作为子集；

步骤1.34：对于所述子集中的每一个节点T(j，k)，求取训练图像TI中该节点T(j，k)代表的扫描模板T与条件点图像HD中的节点T(m，n)代表的扫描模板T的皮尔逊相关系数，设定第二阈值，在子集中选取高于第二阈值的节点生成一个新的子集，从新的子集中随机选取其中一个节点代表的扫描模板T，并将其赋给网格G与条件点图像HD中的节点T(m，n)对应的节点T(m′，n′)，而后移动至模拟路径的下一个节点；

步骤1.35：沿模拟路径重复步骤1.33和1.34直至访问网格G中的所有节点，最终得到的模拟图；

步骤2：根据得到的模拟图，判定每条裂隙包含的像素点，得到裂隙坐标位置，复现出裂隙，且对同向且相隔不多于三个像素的裂隙进行修复，具体包括：

步骤2.1：提取裂隙骨架：将得到的模拟图进行图像处理得到裂隙骨架；

步骤2.2：去除交叉点与拐点；

步骤2.3：对步骤2.2得到的图像做区域连通性处理，每一个连通的部分是一条裂隙，并找到端点坐标，对每一个连通的部分做如下处理：

判定连通部分每一个点的八邻域内所有的值相加的结果是否为2，如果为2则代表此点为端点，由此找到每条裂隙端点的坐标位置；

步骤2.4：由于同向且相隔一个像素点的两个裂隙是一条裂隙，对步骤2.2中去除交叉点与拐点的图像做如下处理：

遍历所有端点，在端点的十六邻域内选取端点的八个方向的八个点，端点在图像中的位置为P₀，找到该端点P₀八邻域中的P_a值为1，a的取值为1-8，则做如下判定：如果在十六邻域内P_17-a的值也为1，则P_a+4的赋值为1，由此连接两条裂隙为一条；

步骤2.5：对步骤2.4得到的图像做区域连通性处理，每一个连通的部分就是一条裂隙，得到每条裂隙的像素点坐标，由此实现裂隙复现。

2.根据权利要求1所述的基于互相关函数的二维裂隙复现方法，其特征在于，所述步骤1.1具体包括：将三维裂隙坐标点以最小二乘法的方式拟合在一个平面，得到此平面的法向量，通过法向量得到该平面与三维裂隙坐标点所在的坐标系的夹角α，β，利用夹角α，β进行坐标转换，得到裂隙点的二维坐标，基于二维坐标，通过matlab画图得到二维裂隙图像。

3.根据权利要求2所述的基于互相关函数的二维裂隙复现方法，其特征在于，所述步骤1.2具体包括：将步骤1.1得到的二维裂隙图像进行二值化，利用imcrop函数将二维裂隙图像进行交互式裁剪得到部分二维裂隙图像，统计裂隙密度，按照裂隙密度随机选取条件点得到条件点图像HD。