[发明专利]一种场域微结构实时量化分析与多相微结构三维重构方法

权利要求书

1.一种场域微结构实时量化分析与多相微结构三维重构方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

步骤一、拍摄图像：通过宽动态低照度视觉采集设备对监测对象不同方位进行图像拍摄，原始图像经由传输接线实时直接上传至计算机监测平台；

步骤二、图像处理：对步骤一实时获取的原始图像依次进行灰度化、二值化处理，获取黑白的二值图像；

步骤三、闭操作：对步骤二得到的二值图像进行轮廓填充，填补由于成像、反光引起的伪孔隙，在区分土壤颗粒与孔隙后，利用数字图像处理技术，即可实现土样相关物理参数的有效统计，获得孔隙分布直方图；

步骤四、三维重构：将视觉采集设备获取的原始图像经过体积渲染和表面渲染即可实现对监测对象多相微结构的三维重构。

2.根据权利要求1所述的场域微结构实时量化分析与多相微结构三维重构方法，其特征在于所述步骤一的具体步骤如下：

步骤一一、将监测土样置于监测土箱中，宽动态低照度视觉采集设备内置于监测土箱棱边；

步骤一二、对监测土样施加荷载的过程中控制视觉采集设备在不同方位进行图像拍摄；

步骤一三、控制视觉采集设备获取的原始图像由外部传输接线实时传输至计算机监测平台上。

3.根据权利要求1所述的场域微结构实时量化分析与多相微结构三维重构方法，其特征在于所述步骤二的具体步骤如下：

步骤二一、对步骤一实时获取的原始图像首先进行灰度化处理，消除图像噪音，增强图像质量；

步骤二二、对灰度化处理后的图像进行二值化操作，将设定的孔隙阈值应用于整个图像，得到黑白的二值图像。

4.根据权利要求1所述的场域微结构实时量化分析与多相微结构三维重构方法，其特征在于所述步骤三的具体步骤如下：

步骤三一、对步骤二得到的二值图像进行轮廓填充，填补由于成像、反光引起的伪孔隙；

步骤三二、通过外界矩形将整个图像界面的微结构位置进行标注；

步骤三三、在区分土壤颗粒与孔隙后，通过对土壤孔隙分布进行分析得到孔隙中心坐标、孔隙面积、孔隙周长信息，通过对土壤颗粒分布进行分析得到土壤颗粒中心坐标、土壤颗粒面积、土壤颗粒周长信息；

步骤三四、利用数字图像处理技术对步骤三三分析得到的土样相关物理参数进行有效统计并获得孔隙分布直方图。