巖石節(jié)理裂隙圖像增強(qiáng)和分割算法研究.pdf

1、巖石節(jié)理裂隙研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容就是獲得精確的巖體節(jié)理幾何信息。這些斷層、節(jié)理、裂隙、弱面、夾層等構(gòu)成的非均質(zhì)各向異性和非連續(xù)的復(fù)合結(jié)構(gòu)體，不僅影響巖體完整性和連續(xù)性，而且有時(shí)會(huì)成為控制巖體的完整度和變形及破碎的重要因素。在許多巖體工程應(yīng)用中，識(shí)別巖體裂隙非常重要。
　　 使用數(shù)字圖像處理的手段來(lái)獲得巖體裂隙的形態(tài)屬性與人工實(shí)地測(cè)量相比安全性好、速度快，并且精確性更高。圖像測(cè)量涉及到很多圖像處理方法，圖像增強(qiáng)和圖像分割是非常重要的

2、部分。增強(qiáng)效果的好壞會(huì)對(duì)分割結(jié)果產(chǎn)生直接影響，而分割的結(jié)果對(duì)于后續(xù)的節(jié)理裂隙形態(tài)屬性分析至關(guān)重要。
　　 本文對(duì)巖石節(jié)理裂隙圖像處理過(guò)程中的增強(qiáng)和分割部分進(jìn)行了研究，主要工作如下：
　　 一、對(duì)Tiansi算子模板的缺陷進(jìn)行了分析，并由此提出了一種加權(quán)模板算法。改進(jìn)的算法充分利用了圖像中的空間信息，灰度連續(xù)性。在使用Tiansi模板進(jìn)行圖像處理時(shí)，對(duì)模板內(nèi)的像素采用加權(quán)的方式進(jìn)行處理。權(quán)值由圖像中像素點(diǎn)的灰度不連續(xù)性決定

3、，像素灰度不連續(xù)性越大，則權(quán)值β(x，y)越小；反之，像素的灰度不連續(xù)性越小，權(quán)值β(x，y)越大。各個(gè)像素的權(quán)值在0-1的范圍之內(nèi)。實(shí)驗(yàn)證明該算法不僅能夠保留了Tiansi算子的優(yōu)點(diǎn)，保留圖像細(xì)節(jié)，還能夠增強(qiáng)圖像的邊緣輪廓，并且對(duì)椒鹽噪聲還有很好的魯棒性，達(dá)到了較好的效果。
　　 二、對(duì)基于核函數(shù)的空間模糊C均值聚類分割算法進(jìn)行了研究，提出了快速的聚類算法。由于本算法改進(jìn)了聚類的目標(biāo)函數(shù)，利用灰度相似度的平均值把當(dāng)前目標(biāo)像素周