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基于颗粒识别分析系统的碎屑流堆积物颗粒识别和统计方法研究

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水文地质工程地质 2021年第1期48卷 60-69页

作者：陈达许强郑光彭双麒王卓何攀成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

碎屑流堆积物颗粒识别和统计是碎屑流灾害的研究重点。文章基于图像处理孔隙(颗粒)及裂隙图像识别与分析系统(PCAS),以贵州纳雍普洒村崩塌-碎屑流为例,结合纳雍崩塌堆积物粒径实测结果,通过阐释识别过程中阈值、孔喉封闭半径、最小孔隙... 详细信息

碎屑流堆积物颗粒识别和统计是碎屑流灾害的研究重点。文章基于图像处理孔隙(颗粒)及裂隙图像识别与分析系统(PCAS),以贵州纳雍普洒村崩塌-碎屑流为例,结合纳雍崩塌堆积物粒径实测结果,通过阐释识别过程中阈值、孔喉封闭半径、最小孔隙面积的参数意义,研究PCAS软件在碎屑流颗粒识别与统计中的应用,并提出了颗粒识别时这些参数的选取方法。分析结果表明:(1)PCAS能自动准确地识别碎屑流堆积物颗粒与孔隙,相比人工计数更精细,所识别堆积物各区小颗粒比重较大,0~2 m颗粒粒径各区占比都在50%以上;(2)当阈值为170(像素)时能获得精细的二值图像,颗粒与孔隙得到了准确地区分;(3)不同参数取值下获得堆积物颗粒粒径分布结果不同,碎屑流堆积物颗粒识别宜采用较大的孔喉封闭半径和较小孔隙面积,当二者比值为3/30(像素)时能更好地反应颗粒粒径分布情况;(4)PCAS具有较高的可行性,统计结果显示,各粒径含量变化趋势与人工统计相近,两种统计方法各粒径占比、分布规律基本吻合,说明利用PCAS可以实现对崩塌碎屑流颗粒粒径分布的高效便捷分析。

关键词：碎屑流孔隙(颗粒)及裂隙图像识别与分析系统堆积体颗粒识别纳雍崩塌

模糊逻辑方法用于气固两相流动PTV测量中的颗粒识别过程

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流体力学实验与测量 2002年第2期16卷 78-83页

作者：蔡毅由长福祁海鹰徐旭常山本富士夫清华大学煤的清洁燃烧技术国家重点实验室北京100084 日本福井大学机械工学科

采用人工智能中的模糊逻辑方法进行气固两相流动PTV测量中的颗粒识别,因更多地模拟人脑的思维过程使得识别效率得到大幅度的提高,同时,在识别过程中可以获取大量有关颗粒本身的信息,如形状和尺寸等,由此可将气固两相流动中的不同尺寸的... 详细信息

采用人工智能中的模糊逻辑方法进行气固两相流动PTV测量中的颗粒识别,因更多地模拟人脑的思维过程使得识别效率得到大幅度的提高,同时,在识别过程中可以获取大量有关颗粒本身的信息,如形状和尺寸等,由此可将气固两相流动中的不同尺寸的颗粒区分开,从而可实现对气固两相流动的测量。

关键词：模糊逻辑方法气固两相流颗粒识别 PTV测量

基于显微图像的油液实时分析系统中颗粒识别技术研究

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机械科学与技术 2006年第10期25卷 1187-1190,1228页

作者：张艳彬左洪福涂群章南京航空航天大学南京210016 解放军理工大学南京210007

颗粒识别是基于显微图像的油液实时分析系统中的一项关键技术。本文考虑油液分析系统实用化要求,对基于显微图像的油液实时分析系统进行了系统架构设计和光路设计,在此基础上结合油液显微图像的特征,研究了适合本系统的颗粒识别技术,实... 详细信息

颗粒识别是基于显微图像的油液实时分析系统中的一项关键技术。本文考虑油液分析系统实用化要求,对基于显微图像的油液实时分析系统进行了系统架构设计和光路设计,在此基础上结合油液显微图像的特征,研究了适合本系统的颗粒识别技术,实现了在动态图像序列中快速准确地提取颗粒目标,为油液污染分析和磨粒分析奠定了基础。

关键词：油液分析颗粒识别显微图像动态图像序列

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多相流图像法测量中目标颗粒识别方法

南京工业大学学报（自然科学版） 2020年第6期42卷 710-720页

作者：任世龙王浩亮刘桢肖依婷李向阳杨超中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 四川大学化学工程学院四川成都610065

多相反应器中颗粒的准确描述是发展反应器模型、进行定量诊断分析和优化设计高效反应器的必要基础,图像法是多相流测量方法中最直观的一种,其中目标颗粒的选取为测量方法是否准确的一个关键步骤。本文中采用项目组新研制的远心照相多相... 详细信息

多相反应器中颗粒的准确描述是发展反应器模型、进行定量诊断分析和优化设计高效反应器的必要基础,图像法是多相流测量方法中最直观的一种,其中目标颗粒的选取为测量方法是否准确的一个关键步骤。本文中采用项目组新研制的远心照相多相测量仪对搅拌槽中几种不同形貌颗粒的群运动进行拍照测量,获得无畸变颗粒图像,探索不同特征颗粒图像的准确选取策略并与手动圈选进行对比。结果表明:在规则球形颗粒图像的识别中,直接对原图进行圆检测会导致较大的误差;使用Canny算子边缘增强后的目标颗粒容易被检出,但也会增强非目标颗粒的边缘从而导致错误识别的颗粒较多;使用阈值分割后再用圆检测的误差最小,并且最佳阈值为最大类间方差法(Ostu)计算得到阈值的60%左右。在不规则颗粒图像的识别中,使用椭圆拟合误差较大,基于阈值分割后的轮廓检测会导致索特直径偏大;使用分水岭分割的检测结果对相含率和索特直径的相对误差影响均较小,最佳阈值为最大类间方差法计算得到阈值的60.7%。

关键词：图像法测量颗粒识别阈值图像分割多相反应器

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扫描式显微图像颗粒识别系统的研究与开发

扫描式显微图像颗粒识别系统的研究与开发

作者：张涛济南大学

学位级别：硕士

随着近年来计算机领域中图像处理技术的不断研究,显微图像技术迅速发展,颗粒的图像识别逐渐得到人们的关注。颗粒识别是指对颗粒图像中颗粒的特性进行提取分析,在传统的常用颗粒载玻片识别方法中,显微镜法是目前比较流行的颗粒识别方法... 详细信息

随着近年来计算机领域中图像处理技术的不断研究,显微图像技术迅速发展,颗粒的图像识别逐渐得到人们的关注。颗粒识别是指对颗粒图像中颗粒的特性进行提取分析,在传统的常用颗粒载玻片识别方法中,显微镜法是目前比较流行的颗粒识别方法之一,但是显微镜法在识别过程中存在着局限性,例如显微镜法所用的相机一般为工业相机,CCD尺寸较小,拍摄出来的图片信息量不够丰富,每幅图像中存在颗粒较少。面对现今的大信息量图像处理越来越得到人们的关注,较少颗粒的图像已经不能满足现在识别的需要,因此如何获取大信息量的颗粒图像以及对大数据的处理成为目前颗粒显微图像研究的热点。针对目前的颗粒识别方法存在的不足,以全画幅CMOS相机与物镜的结合为基础,以图像采集、图像拼接、图像数据处理三个模块为构架,提出了扫描式显微图像颗粒识别系统。扫描式显微图像颗粒识别系统的关键在于图像的拼接和图像数据的处理。图像拼接算法主要是对图像中特征的提取与匹配,针对目前的算法在特征提取中存在着速度慢,特征描述复杂等不足,改进的SURF算法在特征点提取过程中减少特征点数量,降低特征向量维度,在特征向量匹配过程中采用基于向量夹角的匹配算法对特征向量集筛选过滤,减少匹配对象数目提升了图像拼接算法的效率。在图像的处理过程,以MIRXS文件格式作为图像存储的格式,并通过对超大图像的分块处理,降低了内存消耗。在显示查阅部分采用了通过硬件加快显示速度的Direct2D技术,代替传统通过软件加速的GDI+,对图像实现平移、缩放、旋转等操作。对图像中感兴趣的区域进行标记处理,并通过XML文件对标记信息进行存储。在颗粒的识别过程中按照图像的分块,以一定顺序对超大图像进行递推识别,解决了图像过大引起的内存不足问题,并对特殊颗粒进行剔除,采用基于C-V水平集法对颗粒边缘进行检测,获取颗粒的几何轮廓特征。通过实验证明,扫描式显微图像颗粒识别系统能够快速对颗粒载玻片采集,图像拼接效果好,识别效率高。

关键词：扫描式显微图像图像拼接技术 MIRXS文件颗粒识别

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滑坡颗粒图像识别的投影校正方法与应用研究

岩石力学与工程学报 2022年第2期41卷 362-376页

作者：杨峥崔圣华覃亮郭宁许向宁蒙明辉向国萍杨晴雯西昌学院土木与水利工程学院四川西昌615000 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 四川省华地建设工程有限责任公司四川成都610081 四川省地质矿产勘查开发局四〇五地质队四川都江堰611830

破碎地层滑坡是我国西南山区典型的灾害类型之一,滑坡物质主要由破碎颗粒构成,具有较强的流动性和致灾能力,对滑坡区颗粒分布研究有助于灾害范围预测和灾害防治。基于无人机摄影和图像识别技术,针对投影平面与地形间夹角带来的颗粒投影... 详细信息

破碎地层滑坡是我国西南山区典型的灾害类型之一,滑坡物质主要由破碎颗粒构成,具有较强的流动性和致灾能力,对滑坡区颗粒分布研究有助于灾害范围预测和灾害防治。基于无人机摄影和图像识别技术,针对投影平面与地形间夹角带来的颗粒投影变形问题,引入投影面积修正系数Ki,实现非统一平面投影和变形校正,从而更准确获得颗粒统计学特征。以2018年4月8日发生于汶川县龙溪乡的阿尔寨破碎层滑坡为例,利用所提方法获取滑坡颗粒数量、位置参数、投影面积、校正面积,对滑坡颗粒尺寸特征及颗粒空间分布规律,对滑坡纵向运动和横向运动模式,纵横2向运动的颗粒空间分布特征,纵向运动过程颗粒破碎与分选作用,巨石颗粒的势能驱动特征和巨石颗粒的惯性优势进行分析;结果表明,阿尔寨破碎层滑坡堆积区相比滑源区小颗粒占比更高,分选性更好,并随着运动距离增加小颗粒占比增高、分选性趋好;占比2.4%的巨石颗粒运动具有显著的势能趋动特征,运动距离相比小颗粒更远,巨石颗粒同时还具有明显的惯性优势,集中分布于滑坡堆积体的中心区域。

关键词：边坡工程阿尔寨滑坡颗粒识别投影校正堆积特征

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基于连续消光特征分析的岩石薄片分析系统

地学前缘 2021年第2期28卷 296-304页

作者：胡小晴高世臣张欣王维仲鸿儒周恒中国地质大学(北京)数理学院北京100083 北京师范大学统计学院北京100875 中国石油长庆油田分公司第三采气厂陕西西安710016

连续消光是指在正交偏光显微镜下,岩石薄片随载物台旋转而发生消光强弱连续变化的现象。作为人工鉴定岩石薄片的重要依据,提取后的连续消光特征可以用于实现岩石薄片的自动分析。结合数字图像处理技术与聚类划分算法,开发出一套能够分... 详细信息

连续消光是指在正交偏光显微镜下,岩石薄片随载物台旋转而发生消光强弱连续变化的现象。作为人工鉴定岩石薄片的重要依据,提取后的连续消光特征可以用于实现岩石薄片的自动分析。结合数字图像处理技术与聚类划分算法,开发出一套能够分割出孔隙、颗粒轮廓,实现颗粒类别划分,并对结果做定量分析的岩石薄片分析系统。从矿物的消光特征本质出发,连续消光特征提取精确与否是能否有效划分颗粒类别的关键环节。因此,针对系统在连续消光特征提取过程中的消光位对齐与消光基值去除操作分别设置了对照组。以鄂尔多斯盆地某区长6段砂岩薄片在正交偏光镜下的角度域序列图像进行实验,结果表明,所开发的基于岩石薄片分析系统能够提取到更为精确的连续消光特征,且该系统定量分析结果与专业人员鉴定结果基本一致。

关键词：正交偏光连续消光特征颗粒识别孔隙度颗粒分割

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实用化图像式油液污染实时检测系统研究

南京航空航天大学学报 2006年第5期38卷 649-654页

作者：张艳彬左洪福涂群章南京航空航天大学机电学院南京210016 南京航空航天大学民航学院南京210016 解放军理工大学工程兵工程学院南京210007

针对油液实时分析的应用需求,分析了基于显微图像的全采样式油液分析系统的各种特征参数,提出了系统改进的若干关键措施,建立了基于分流采样原理的实用化油液污染分析系统。同时根据实用化系统的特点,提出了结合图像运动特征和自动阈值... 详细信息

针对油液实时分析的应用需求,分析了基于显微图像的全采样式油液分析系统的各种特征参数,提出了系统改进的若干关键措施,建立了基于分流采样原理的实用化油液污染分析系统。同时根据实用化系统的特点,提出了结合图像运动特征和自动阈值选取的颗粒识别方法,分析了流场速度分布,解决了污染度计算的问题,并进行了与传统仪器的对比实验,获得较好的效果。

关键词：油液污染分析图像检测分流采样颗粒识别污染度计算

基于数字图像的粒状材料细观组构特征分析技术

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岩土工程学报 2008年第10期30卷 1555-1559页

作者：张连卫张建民张嘎清华大学岩土工程研究所

针对由特殊截面形状的金属棒所组成的理想二维粒状材料,基于数字图像技术,提出了一种细观组构特征分析方法,并编制了程序IPFA,实现了颗粒识别、接触搜索与组构分析等功能。该方法首先对粒状材料试样的原始数字图像进行增强,以消除噪声... 详细信息

针对由特殊截面形状的金属棒所组成的理想二维粒状材料,基于数字图像技术,提出了一种细观组构特征分析方法,并编制了程序IPFA,实现了颗粒识别、接触搜索与组构分析等功能。该方法首先对粒状材料试样的原始数字图像进行增强,以消除噪声干扰。在此基础上采用模板匹配技术进行颗粒识别,并将识别结果用于颗粒间的接触搜索,最后给出试样内颗粒长轴方向与接触法线方向等组构特征的统计分析结果。该方法特别适用于由规则颗粒组成的二维粒状材料,识别精度与效率均较高,可作为粒状材料的细观组构特征及其演化规律分析的有效工具。

关键词：粒状材料细观组构数字图像颗粒识别