(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221094542 2.0 (22)申请日 2022.08.08 (71)申请人 西南石油大 学 地址 610500 四川省成 都市新都区新都大 道8号 (72)发明人 陈雁　安玉钏　王杨　李洋冰　 王欣　钟原　鲜明　易雨　苗波　 黄玉楠　 (74)专利代理 机构 北京正华智诚专利代理事务 所(普通合伙) 11870 专利代理师 周芸婵 (51)Int.Cl. G06V 10/44(2022.01) G06V 10/764(2022.01) G06T 7/62(2017.01)G06T 7/64(2017.01) (54)发明名称 一种岩石 粘连颗粒分割方法 (57)摘要 本发明公开了一种岩石粘 连颗粒分割方法， 其包括以下步骤： 采集原始图像并进行二值化； 进行分段平滑； 计算岩石颗粒面积； 判断岩石颗 粒面积与外接凸包面积之比是否大于面积比值 阈值， 若是则判定该岩石颗粒为非粘连颗粒； 否 则计算平滑后的岩石颗粒轮廓上每个点的曲率， 将曲率小于曲率阈值的点作为凹点； 判断同一个 平滑后的岩石颗粒轮廓中凹点数是否大于等于 数量阈值， 若是则判定为粘连颗粒， 通过匹配凹 点对形成分割线， 采用分割线进行岩石粘连颗粒 分割； 否则判定该岩石颗粒为非粘连颗粒。 本方 法能够表示出轮廓的基本形状且不会丢失重要 的凹点信息， 能够有效地克服现有技术对凹点要 求严格的缺 点， 避免对非粘连颗粒的过分割。 权利要求书3页 说明书7页 附图8页 CN 115527038 A 2022.12.27 CN 115527038 A 1.一种岩石粘连颗粒分割方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 采集原 始图像并进行二 值化， 得到二 值化图像； S2、 获取并对二值化图像中的岩石颗粒初始轮廓进行分段平滑， 得到平滑后的岩石颗 粒轮廓； S3、 根据平 滑后的岩石颗粒轮廓计算岩石颗粒面积； S4、 判断岩石颗粒面积与外接凸包面积之比是否大于面积比值阈值， 若是则判定该岩 石颗粒为非粘连颗粒； 否则进入步骤S5； S5、 计算平 滑后的岩石颗粒轮廓上每 个点的曲率， 将曲率小于曲率阈值的点作为凹点； S6、 判断同一个平滑后的岩石颗粒轮廓中凹点数是否大于等于数量阈值， 若是则判定 为粘连颗粒， 进入步骤S7； 否则判定该岩石颗粒为非粘连颗粒； S7、 通过匹配凹点对形成分割线， 采用分割线 进行岩石粘连颗粒分割。 2.根据权利要求1所述的岩石粘连颗粒分割方法， 其特 征在于， 步骤S1的具体方法为： 采集原始图像并采用自适应 阈值法二值化将图像分割为岩石颗粒和背景， 得到二值化 图像。 3.根据权利要求1所述的岩石粘连颗粒分割方法， 其特征在于， 步骤S2的具体方法包括 以下子步骤： S2‑1、 根据二 值图像找出岩石颗粒的初始轮廓； S2‑2、 对初始轮廓的点 集进行分段， 获取每段的坐标点 集的最小外 接矩形； S2‑3、 判断当前最小外接矩形的长边是否满足大小阈值， 若是则直接进入步骤S2 ‑4； 否 则将下一段的坐标点集加入当前坐标点集直到最小外接矩形的长边满足大小阈值， 进入步 骤S2‑4； S2‑4、 将两两相邻的最小外接矩形短边的中点之间连线 的中点作为滑后轮廓的顶点， 将相邻且距离最近的一对平 滑后轮廓的顶点连线， 得到平 滑后的岩石颗粒轮廓。 4.根据权利要求3所述的岩石粘连颗粒分割方法， 其特征在于， 步骤S2 ‑2中对初始轮廓 的点集进行分段的具体方法为： 以20个连续的坐标点 为长度进行分段， 使每段的坐标点 集包含20个坐标点。 5.根据权利要求3所述的岩石粘连颗粒分割方法， 其特征在于， 步骤S2 ‑3中大小阈值为 50个像素点。 6.根据权利要求1所述的岩石粘连颗粒分割方法， 其特征在于， 步骤S4中面积比值阈值 为0.9。 7.根据权利要求1所述的岩石粘连颗粒分割方法， 其特征在于， 步骤S5的具体方法包括 以下子步骤： S5‑1、 计算平滑后的岩石颗粒轮廓上每个点的曲率， 获取所有点的曲率均值mean和曲 率标准差std； S5‑2、 根据公式： q＝mean‑2×std 获取曲率阈值q； S5‑3、 将曲率小于曲率阈值q的点作为凹点。 8.根据权利要求1所述的岩石粘连颗粒分割方法， 其特征在于， 步骤S6中的数量阈值为权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115527038 A 22。 9.根据权利要求1所述的岩石粘连颗粒分割方法， 其特征在于， 步骤S7的具体方法包括 以下子步骤： S7‑1、 构建岩石颗粒最小外接多边形， 计算每个凹点到其所在岩石颗粒的最小外接多 边形边缘轮廓的最小值， 将该最小值作为对应凹点的凹陷深度； S7‑2、 根据公式： 获取凹陷深度阈值a； 其中n为同一个平滑后的岩 石颗粒轮廓的凹点个 数； di表示同一个 平滑后的岩石颗粒轮廓的第i个凹点的凹陷深度； S7‑3、 将同一个平 滑后的岩石颗粒轮廓上凹陷深度小于凹陷深度阈值a的凹点删除； S7‑4、 判断该平滑后的岩石颗粒轮廓的当前凹点数量是否小于等于1， 若是则判定该岩 石颗粒为非粘连颗粒； 否则判定为粘连颗粒， 进入步骤S7 ‑5； S7‑5、 计算剩余凹点的曲率向量， 并计算两两凹点之间的曲率向量的夹角， 得到夹角矩 阵； S7‑6、 计算两 两凹点之间的距离， 得到距离矩阵； S7‑7、 将夹角矩阵与距离矩阵进行拼接， 得到拼接后的矩阵： 其中Djk为距离矩阵中第j行第k列的元素； Ajk为夹角矩阵中第j行第k列的元素； n*为同 一个平滑后的岩石颗粒轮廓上剩余凹点的数量； Djk,Ajk共同构成拼接后的矩阵的一个元 素； S7‑8、 取出拼接后的矩阵中的上三角矩阵， 删除上三角矩阵中Djk和Ajk均为0的元素， 将 剩余元素中按照原属于距离矩阵的元素依次排为第一列， 将剩余元素中按照原属于夹角矩 阵的元素依次排 为第二列， 得到矩阵DA； S7‑9、 对矩阵DA进行标准化处理， 得到标准化矩阵； 标准化后的矩阵中第f行的元素对 应第f个凹点对； S7‑10、 计算标准 化矩阵的协方差矩阵的特 征值和特 征向量； S7‑11、 根据公式： 获取协方差矩阵的特征值λl的信息贡献率bl； 其中λr表示协方差矩阵的第r个特征值； l ＝1,2； λ1≥λ2≥0；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115527038 A 3