基于Matlab的土體SEM圖像處理方法研究.pdf

1、土體作為一種多孔隙弱膠結(jié)沉積物，其物理力學(xué)性狀受其微觀結(jié)構(gòu)影響程度較高。在評(píng)價(jià)土體工程性質(zhì)時(shí)，必須重視土體微觀結(jié)構(gòu)的研究。土粒的大小、形狀、聯(lián)結(jié)排列形式及孔隙的大小、形狀等微觀幾何性狀都很大程度上影響了土體的強(qiáng)度和變形特性。因此，定性定量研究土體微結(jié)構(gòu)特征對(duì)于反映土體宏觀力學(xué)性質(zhì)有重要意義。而土體微觀圖像的處理與分析是進(jìn)行土體微觀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。
　　本文利用Matlab，針對(duì)土體微觀結(jié)構(gòu)圖像的特性，系統(tǒng)提出了Matlab條件下適用于

2、土體微觀結(jié)構(gòu)圖像全流程三階段處理方法:圖像預(yù)處理、圖像分割和優(yōu)化成像、圖像定量統(tǒng)計(jì)。在圖像精確裁剪、不均勻背景消除、對(duì)比度調(diào)整、圖像降噪、圖像分割、優(yōu)化成像、定量分析等方面做了大量的測試工作，得出以下結(jié)論:
　　1) Matlab的全開放自由化交互式設(shè)計(jì)，相比于其他圖像處理軟件在土體SEM圖像處理方面更具優(yōu)勢，并且處理全過程可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化和自由化交互式操作。
　　2)針對(duì)土體微觀結(jié)構(gòu)圖像容易出現(xiàn)的問題，如:圖像亮度不均勻

3、、圖像噪聲較多、圖像對(duì)比度較差，討論了亮度不均勻背景去除、噪聲降低、對(duì)比度優(yōu)化的操作方法，并就不同類型圖像提出了相應(yīng)的最佳處理函數(shù)和參數(shù)設(shè)置范圍。
　　3)在圖像分割階段，針對(duì)不同類型土體微觀圖像特點(diǎn)提出了不同的二值分割方法，設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)圖像分割工具。
　　4)針對(duì)分割后二值圖像存在的影響后續(xù)精確定量統(tǒng)計(jì)的問題，運(yùn)用形態(tài)學(xué)操作，在提高統(tǒng)計(jì)精度的前提下，優(yōu)化了成像效果。
　　5)在圖像定量分析階段，本文通過代碼設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了