本發(fā)明涉及土木工程
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種基于土體圖像計(jì)算土體裂隙率的方法。
背景技術(shù)：
：膨脹土體的裂隙性對(duì)其工程性質(zhì)影響極大。一方面，裂隙的存在破壞土體的整體性，使其強(qiáng)度大為削弱；另一方面，裂隙也加劇了大氣對(duì)土體的影響，使水分的入侵與土體的風(fēng)干更為劇烈。因此，研究裂隙的演化規(guī)律及其對(duì)膨脹土體工程性質(zhì)的影響，將有助于揭示膨脹土邊坡失穩(wěn)破壞機(jī)制，同時(shí)，也為制訂膨脹土邊坡處理措施奠定基礎(chǔ)。一直以來(lái)，關(guān)于膨脹土裂隙發(fā)展的試驗(yàn)中，有各種各樣的方式去反映裂隙的發(fā)展程度，其中有一種方式為圖像法，即通過(guò)對(duì)土樣進(jìn)行拍照，之后通過(guò)一系列后處理來(lái)統(tǒng)計(jì)裂隙的發(fā)育程度。但現(xiàn)有技術(shù)中從圖像中提取裂隙值均需要對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理，并且處理步驟較多。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種基于土體圖像計(jì)算土體裂隙率的方法，先對(duì)原始彩色圖像調(diào)整閾值轉(zhuǎn)換為黑白圖；然后計(jì)算圓形土體黑白圖像中黑白像素的個(gè)數(shù)，即可獲得裂隙率，方法過(guò)程簡(jiǎn)單，免去了二值化處理過(guò)程。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于土體圖像計(jì)算土體裂隙率的方法，其特征是，包括以下步驟：步驟S1，對(duì)原始彩色圖像調(diào)整閾值，將其轉(zhuǎn)換為黑白圖；步驟S2，將黑白圖像轉(zhuǎn)化為二值圖；步驟S3，計(jì)算圓形土體圖像中黑白像素的個(gè)數(shù)，黑色像素個(gè)數(shù)與黑白像素之和的比值即為裂隙率。進(jìn)一步的，在photoshop中對(duì)原始彩色圖像調(diào)整閾值。進(jìn)一步的，黑白圖保存為png格式。進(jìn)一步的，在matlab中將黑白圖像轉(zhuǎn)化為單通道圖，即為二值圖。進(jìn)一步的，計(jì)算圓形土體圖像中黑白像素個(gè)數(shù)的具體過(guò)程為：步驟S31，根據(jù)黑白像素值確定包含裂隙的最大矩形圖，該矩形內(nèi)最大內(nèi)切圓即為對(duì)應(yīng)的圓形土樣圖像；步驟S32，計(jì)算出矩形圖中黑白像素個(gè)數(shù)，進(jìn)而計(jì)算獲得圓形土體圖像中黑白像素個(gè)數(shù)。進(jìn)一步的，確定矩形圖的具體過(guò)程為：首先對(duì)二值圖中像素值進(jìn)行反色處理；然后對(duì)圖像中黑白像素值進(jìn)行行列求和，根據(jù)列的和值確定矩形左右邊界，根據(jù)行的和值確定矩形上下邊界，截取圖像中有值的部分即為矩形圖。進(jìn)一步的，提取矩形圖像中有值部分，計(jì)算有值像素個(gè)數(shù)，即為反色前土樣圖像中白色像素個(gè)數(shù)。進(jìn)一步的，對(duì)矩形圖像再次反色，提取有值部分，即為包含矩形邊界四個(gè)角的黑色像素，并計(jì)算黑色像素個(gè)數(shù)，根據(jù)圓形土體圖像與矩形圖面積比，計(jì)算出土樣圖像中黑色像素個(gè)數(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：1)圖像只需調(diào)整閾值即可進(jìn)行處理，免去了手動(dòng)進(jìn)行二值化這一過(guò)程。2)拍攝圖像為矩形，土體圖像為圓形，該方法免去了處理前需要把矩形圖像裁剪為圓形的麻煩，簡(jiǎn)化步驟。3)統(tǒng)計(jì)結(jié)果精確明了，對(duì)問(wèn)題的反映更為真實(shí)具體。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖；圖2是實(shí)施例中原始土體圖像；圖3是實(shí)施例中調(diào)整閾值后的黑白圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明的一種基于土體圖像計(jì)算土體裂隙率的方法，如圖1所示，包括以下處理步驟：步驟S1，對(duì)原始彩色圖像調(diào)整閾值，將其轉(zhuǎn)換為黑白圖?，F(xiàn)有技術(shù)中拍攝的圖像為矩形，而實(shí)際原始土體圖像為矩形中圓形的彩色圖像，如圖2所示?，F(xiàn)有技術(shù)中對(duì)比原始彩色圖像處理通常需要先將矩形圖像裁剪出圓形土體圖像，然后將此圖像進(jìn)行手動(dòng)二值化轉(zhuǎn)換為黑白圖。本發(fā)明采用在photoshop中對(duì)原始矩形彩色圖像調(diào)整閾值，將其圖像轉(zhuǎn)換為黑白圖，并保存為png格式。對(duì)原始彩色土體圖像只需調(diào)整閾值即可進(jìn)行處理，免去了手動(dòng)進(jìn)行二值化這一過(guò)程，也免去了處理前需要把矩形圖像裁剪為圓形的麻煩。步驟S2，將調(diào)整后圖像轉(zhuǎn)化為二值圖。運(yùn)用matlab將調(diào)整后圖像(png格式)轉(zhuǎn)化為單通道圖，即為二值圖，其中黑白像素對(duì)應(yīng)的灰度值分別為255和0。黑色像素點(diǎn)為裂隙，白色為非裂隙區(qū)域。步驟S3，計(jì)算圓形土體圖像中黑白像素的個(gè)數(shù)，黑色像素個(gè)數(shù)與黑白像素之和的比值即為裂隙率。已知裂隙度為裂隙面積與土樣總面積的比值，因此計(jì)算土體圓形圖像中黑白像素的個(gè)數(shù)，黑色像素個(gè)數(shù)與黑白像素之和的比值即為裂隙率。此過(guò)程也是在matlab中完成。計(jì)算圓形土體圖像中黑白像素個(gè)數(shù)的具體過(guò)程為：1)首先對(duì)二值圖中像素值進(jìn)行反色處理，以便于統(tǒng)計(jì)；2)然后對(duì)圖像中黑白像素值進(jìn)行行列求和，根據(jù)列的和值確定矩形左右邊界，根據(jù)行的和值確定矩形上下邊界，截取圖像中有值的部分即為矩形圖。此矩形圖為包含裂隙的最大矩形圖，土體的圖像為矩形中最大內(nèi)切圓，取矩形圖長(zhǎng)寬中最大值作為圓形土體的半徑。3)提取矩形圖像中有值部分(白色像素)，計(jì)算有值像素個(gè)數(shù)(白色像素值求和再除以255)，即為反色前土樣圖像中白色像素個(gè)數(shù)。4)對(duì)矩形圖像再次反色，提取有值部分，即為包含矩形邊界四個(gè)角的黑色像素，并計(jì)算黑色像素個(gè)數(shù)，根據(jù)圓形土體圖像與矩形圖面積比(比值為π/4)，計(jì)算出土樣圖像中黑色像素個(gè)數(shù)(即矩形邊界內(nèi)黑色像素個(gè)數(shù)乘以比值)。實(shí)施例處理前原始土體彩色圖片如圖2所示，依據(jù)本發(fā)明方法在PS中對(duì)原始圖片進(jìn)行閾值調(diào)整處理，處理后的圖片如圖3所示。再計(jì)算圓形土體圖像中黑白像素個(gè)數(shù)，黑白像素的個(gè)數(shù)和裂隙率如下表格所示。表1：黑白像素值及裂隙率黑色像素個(gè)數(shù)2.0393*105白色像素個(gè)數(shù)4.6665*106裂隙率0.04187以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3