基于改进最大类间方差法的骨料形貌表征方法和系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115239907A(43)申请公布日2022.10.25(21)申请号202210800379.9(22)申请日2022.07.08(71)申请人苏州大学地址215000江苏省苏州市吴中区石湖西路188号(72)发明人黄钰程刘维唐强史培新贾鹏蛟陶宇帆孙金钊(74)专利代理机构苏州市中南伟业知识产权代理事务所(普通合伙)32257专利代理师陈华红子(51)Int.Cl.G06T17/10(2006.01)G06T7/62(2017.01)G06T7/90(2017.01)G06T7/00(2017.01)权利要求书3页说明书9页附图3页(54)发明名称基于改进最大类间方差法的骨料形貌表征方法和系统(57)摘要本发明涉及一种基于改进最大类间方差法的骨料形貌表征方法和系统，方法包括获取骨料的三维定位数据并据此得到骨料的尺寸大小，获取骨料的三维图像数据并通过不完全beta函数法、模拟退火算法和最大类间方差法提取骨料的三维轮廓视图，根据骨料的尺寸大小和三维轮廓视图得到骨料的三维空间模型；系统包括传送模块、采集模块和模型分析模块，传送模块将骨料移动到采集模块处，采集模块采集骨料的三维定位数据和三维图像数据并发送给模型分析模块，模型分析模块得到骨料的三维空间模型。本发明不需要形态学参数就可直接根据获得的骨料尺寸大小填充三维轮廓视图得到三维空间模型，建模效率和精确度高、可进行批量化建模。CN115239907ACN115239907A权利要求书1/3页1.一种基于改进最大类间方差法的骨料形貌表征方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取骨料的三维定位数据，根据所述三维定位数据得到骨料的尺寸大小；S2：获取骨料的三维图像数据，通过不完全beta函数法、模拟退火算法和最大类间方差法从所述三维图像数据中提取骨料的三维轮廓视图；S3：根据骨料的尺寸大小和三维轮廓视图得到骨料的三维空间模型。2.根据权利要求1所述的基于改进最大类间方差法的骨料形貌表征方法，其特征在于：所述获取骨料的三维定位数据，根据所述三维定位数据得到骨料的尺寸大小，具体为：将骨料放置在传送装置上，在传送装置侧面相距第一距离的两处分别设置感应器；在任意一个感应器沿传送装置传送方向后端的三维方向上各设置一个测距仪，当感应器检测到有骨料通过后，每个所述测距仪测量骨料表面各点到自身的距离得到三维定位数据，根据所述三维定位数据得到骨料表面各点到传送装置的垂直距离以及骨料表面各点间的距离，整合距离得到骨料的尺寸大小。3.根据权利要求2所述的基于改进最大类间方差法的骨料形貌表征方法，其特征在于：所述获取骨料的三维图像数据，具体为：在沿传送装置传送方向后端没有安装测距仪的另一个感应器的沿传送装置传送方向后端的三维方向上各设置一个图像采集器，当感应器检测到有骨料通过后，每个所述图像采集器分别采集骨料的图像得到所述三维图像数据。4.根据权利要求3所述的基于改进最大类间方差法的骨料形貌表征方法，其特征在于：所述通过不完全beta函数法、模拟退火算法和最大类间方差法从所述三维图像数据中提取骨料的三维轮廓视图，具体为：使用最大类间方差法将三维图像数据按照灰度特性分成目标C0和背景CB两部分，计算所述目标C0的平均灰度强度μ0、所述背景CB的平均灰度强度μB和图像的总体平均灰度强度μT；通过不完全beta函数法和模拟退火算法对平均灰度强度μ0、μB和μT进行修正，增强目标和背景之间的对比度，将目标从背景中提取出来获得骨料的所述三维轮廓视图。5.根据权利要求4所述的基于改进最大类间方差法的骨料形貌表征方法，其特征在于：所述使用最大类间方差法将三维图像数据按照灰度特性分成目标C0和背景CB两部分，计算所述目标C0的平均灰度强度μ0、所述背景CB的平均灰度强度μB和图像的总体平均灰度强度μT，具体为：将图像的像素表示为由0到255的灰度强度，使用直方图归一化将灰度强度像素数转化为概率分布：其中，pi为灰度强度为i的像素概率，ni表示灰度强度为i的像素数，N为像素总数；计算所述目标C0所在图像像素的概率ω0和所述背景CB所在图像像素的概率ωB：其中，k为区分所述目标C0和所述背景CB两类像素的阈值；计算所述目标C0的平均灰度强度μ0、所述背景CB的平均灰度强度μB和图像的总体平均灰2CN115239907A权利要求书2/3页度强度μT：μT＝ω0μ0+ωBμB。6.根据权利要求5所述的基于改进最大类间方差法的骨料形貌表征方法，其特征在于：所述通过不完全beta函数法和模拟退火算法对平均灰度强度μ0、μB和μT进行修正，增强目标和背景之间的对比度，将目标从背景中提取出来获得骨料的所述三维轮廓视图，具体为：构建灰度值分布曲线的变换算子f(u)：其中，gij表