基于數(shù)字圖像處理的構(gòu)造物理模擬實驗剖面檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、構(gòu)造物理模擬實驗是研究地質(zhì)構(gòu)造的一種有效手段，是幫助地質(zhì)學(xué)家研究構(gòu)造變形過程和形成機制的重要方法。目前構(gòu)造物理模擬實驗變形程度多采用目視、直尺測量等定性方法，人為干擾因素多、測量精度低，無法定量獲取地質(zhì)剖面變形信息。本文對實驗砂箱剖面圖像進行研究，利用數(shù)字圖像處理技術(shù)，進行剖面的定量檢測與分析，主要工作如下： 1.介紹了構(gòu)造物理模擬實驗裝置相關(guān)部件，詳細描述了機械系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)的特點建立了圖像自動化采集平臺，利用計

2、算機控制數(shù)碼相機自動采集剖面圖像，編程實現(xiàn)了控制軟件，主要包括相機功能設(shè)置和圖像數(shù)據(jù)處理模塊。 2.構(gòu)造物理模擬實驗剖面圖像的特點是前景為染成黑色的砂粒，背景為普通砂粒，且背景中有大量的深色砂粒，顏色不均勻，導(dǎo)致圖像標(biāo)志線不清晰，不利于特征提取。本文在分析圖像處理常用算法的基礎(chǔ)上，通過對算法的比較，找出了適合本系統(tǒng)圖像特點的相對有效的算法。首先比較了基于灰度變換和基于直方圖的圖像增強方法，采用了線性灰度變換的方法，在增強圖像中標(biāo)

3、志線信息上得到了較好的效果。其次，在圖像濾波環(huán)節(jié)，利用了一種新的小波域與空域相結(jié)合的方法對圖像進行去噪處理，與其他傳統(tǒng)濾波方法比較在去除圖像點狀噪聲時達到了較好的效果，并且保存了圖像的細節(jié)信息。 3.灰度圖像經(jīng)過增強和濾波后轉(zhuǎn)化為二值圖像，二值圖像并不理想，仍然存在噪聲，因此本文采用改進的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法，使用不同的結(jié)構(gòu)元素進行開閉運算操作，去除了噪聲得到了較理想的標(biāo)志線圖像。在圖像標(biāo)志線提取中運用曲線擬合的方法，連接地質(zhì)圖像曲線