[发明专利]基于岩心二维颗粒图像的三维颗粒结构重建方法

摘要

本发明涉及一种基于岩心二维颗粒图像的三维颗粒结构重建方法。即基于岩心二维图像的三维建模问题，利用二维图像中包含的矿物颗粒信息，推断与二维颗粒结构相对应的三维颗粒结构信息。具体提出基于模拟退火算法与颗粒生长算法相结合的岩心颗粒微观结构重建算法，使重建的三维颗粒结构与二维颗粒结构参考图像具有相似的形态分布，并能够很好的捕获岩心颗粒结构特征；其微观结构中矿物颗粒的三维分布不仅展现了矿物颗粒空间分布，且在三维颗粒结构基础上量化不同矿物成分对其结构性能的影响；重建的三维微观结构为真实岩心微观结构提供了一个很好解释；可用于岩心微观结构电学特性及渗流特性的研究，具有实用价值。

主权项

一种基于岩心二维颗粒图像的三维颗粒结构重建方法，其特征在于包括以下步骤：(1)提取原始岩心二维矿物颗粒图像中矿物颗粒的个数，对不同矿物颗粒赋予不同的灰度级，将处于不同灰度级的矿物颗粒进行标号，以区分出不同的颗粒；(2)统计步骤(1)提取的原始岩心二维矿物颗粒图像中每个矿物颗粒的面积；采用遍历整幅岩心二维矿物颗粒图像，用计算机记录每个矿物颗粒标号下的二维颗粒像素值的个数，而每个标号下二维矿物颗粒的像素值个数代表其面积，并统计出岩心二维颗粒的面积；(3)将步骤(2)统计出的每个矿物颗粒的面积，按其大小给出二维矿物颗粒面积分布直方图；(4)对步骤(3)给出的每个二维矿物颗粒面积分布直方图区间的二维矿物颗粒，采用第一阶段模拟退火算法来预测其直方图区间中每个岩心二维矿物颗粒的三维结构；(5)将步骤(4)预测的每个岩心二维矿物颗粒的三维颗粒结构放入重建的三维空间中；整个重建过程当满足预测终止条件时结束，则能获得每个岩心二维矿物颗粒的三维颗粒结构；(6)对步骤(5)在第一阶段预测重建所得每个岩心二维矿物颗粒的三维结构的基础上采用第二阶段颗粒生长算法预测重建，在余下的未被颗粒占据的空间中，应用颗粒生长算法模拟岩心颗粒的生长过程，整个生长过程直到满足预测终止条件时结束，至此完成岩心二维颗粒图像的三维颗粒结构重建。