本發(fā)明屬于地質(zhì)勘探
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種礫石磨圓度的測量方法，具體指的是一種去扁化IPP的沉積礫石圓度計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
：礫石磨圓度是衡量礫石形態(tài)的重要參數(shù)之一，表示礫石的原始棱角被磨圓的程度。礫石磨圓度可以反映礫石的搬運(yùn)與沉積過程、物源性質(zhì)等特征，對沉積環(huán)境具有重要的指示意義。20世紀(jì)初期-中期，Wentworth、Krumbein、E.P.Cox等學(xué)者就提出了磨圓度的計(jì)算公式，使得沉積物顆粒的磨圓程度得以定量化。近年的專業(yè)圖像處理軟件可以自動(dòng)計(jì)算磨圓度值，例如IPP6.0(Image-ProPlus6.0)軟件中的IPP圓度模塊，是目前應(yīng)用較廣泛的測量工具。傳統(tǒng)IPP圓度計(jì)算方法具有操作方便、適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)，但該方法存在不足：礫石的IPP圓度與扁度(礫石的短軸與長軸之比)有關(guān)，扁度越小，IPP圓度值就會偏小。例如，正圓與橢圓的圓度應(yīng)該是相同的，但橢圓的扁度小，導(dǎo)致IPP圓度值偏低。理論上來講，礫石的磨圓程度與礫石的形狀無關(guān)，滾球形的礫石中有磨圓很好的或很差的情況，棍狀礫石亦是如此。因此利用IPP圓度來衡量礫石的磨圓度，就需要消除扁度對IPP圓度的影響?，F(xiàn)有商業(yè)圖像處理軟件包含礫石磨圓度的計(jì)算模塊，例如ImageProPlus6.0的IPP圓度計(jì)算模塊，傳統(tǒng)IPP圓度公式為R=4πAP2---(1)]]>本公式最早由E.P.Cox(1927)提出。公式中，R是樣品的磨圓度(Roundness)，A為樣品的投影面積(Area)，P為樣品的投影周長(Perimeter)，磨圓度值范圍在0～1之間。目前的IPP圓度計(jì)算方法沒有考慮礫石輪廓形狀的扁度因素，使得高扁度礫石的磨圓度被大大低估，影響了后期沉積環(huán)境研究的準(zhǔn)確性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種去扁化IPP的沉積礫石圓度計(jì)算方法，該方法基于IPP測量礫石磨圓度的改進(jìn)方法，可消除扁度對IPP圓度計(jì)算的影響。其通過計(jì)算礫石輪廓的最小外接矩形，對其四參數(shù)校正、長寬比例修正使礫石輪廓的最小外接矩形變換為正方形，實(shí)現(xiàn)礫石輪廓去扁化，達(dá)到矯正傳統(tǒng)IPP圓度值的目的。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種去扁化IPP的沉積礫石圓度計(jì)算方法，包括以下步驟：1)采用灰度平均值法將砂礫巖的灰度圖像變換為二值圖像；2)提取二值礫石圖像的礫石輪廓，即二值圖像輪廓的提??；3)采用Graham算法計(jì)算礫石輪廓的凸包。4)計(jì)算礫石輪廓凸包的最小外接矩形。最小外接矩形的基本思路是采用旋轉(zhuǎn)卡殼法，給定點(diǎn)集，求點(diǎn)集的最小覆蓋矩形，最小覆蓋矩形的四條邊上，其中一條邊有至少兩個(gè)點(diǎn)，其他邊上至少有一個(gè)點(diǎn)。然后沿著凸包的邊旋轉(zhuǎn)，維護(hù)矩形另外三條邊上的點(diǎn)。5)把最小外接矩形的2個(gè)對角頂點(diǎn)P1、P2作為參考點(diǎn)映射到標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系P1’和P2’，標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的X軸方向向右、Y軸方向向上；以四參數(shù)法計(jì)算最小外接矩形轉(zhuǎn)換到標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)，包括旋轉(zhuǎn)參數(shù)、縮放參數(shù)和平移參數(shù)，并以此轉(zhuǎn)換參數(shù)將礫石輪廓所有節(jié)點(diǎn)映射到標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中，轉(zhuǎn)換為圖形。6)比較圖形外接矩形的寬高比，將圖形[f]中較短邊拉伸到等于較長邊，得到目標(biāo)圖形。進(jìn)一步地，所述步驟1)中，使用整幅圖像的灰度平均值作為二值化的閾值，計(jì)算公式為Threshold=Σg=0255g×h(g)Σg=0255h(g)---(1)]]>其中，h(g)是砂礫巖灰度圖像的灰度值g的統(tǒng)計(jì)直方圖，Threshold是灰度圖像的二值化閾值。再進(jìn)一步地，所述步驟2)中，二值圖像輪廓的提取的具體方法：挖空目標(biāo)區(qū)內(nèi)部像素點(diǎn)，目標(biāo)點(diǎn)的8個(gè)相鄰像素全部是目標(biāo)值，則認(rèn)為該點(diǎn)是目標(biāo)內(nèi)部點(diǎn)，反之為輪廓點(diǎn)，判斷出所有內(nèi)部點(diǎn)并修改為背景值，即完成輪廓提取。再進(jìn)一步地，所述步驟3)中，Graham方法是按照排列好的序，依次加入新點(diǎn)到新的邊，如果和上一條邊成左轉(zhuǎn)關(guān)系就壓棧繼續(xù)下一個(gè)點(diǎn)，如果右轉(zhuǎn)就彈出棧，直到和棧頂兩點(diǎn)的邊成左轉(zhuǎn)關(guān)系。由于一直保證棧內(nèi)是一個(gè)凸包，所以最后掃描完畢得到的是一個(gè)凸包。再進(jìn)一步地，所述步驟3)中，通過變換消除了形狀扁度對IPP圓度公式的影響。輪廓形狀做拉伸變換后，點(diǎn)相對整個(gè)輪廓的位置不會發(fā)生變化，依靠這種關(guān)系可以計(jì)算出去扁化礫石邊界點(diǎn)。以Y軸為短邊、X軸為長邊為例計(jì)算修正后的點(diǎn)坐標(biāo)，推導(dǎo)公式如下得到目標(biāo)圖形新的坐標(biāo)本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明其通過計(jì)算礫石輪廓的最小外接矩形，對其四參數(shù)校正、長寬比例修正使礫石輪廓的最小外接矩形變換為正方形，實(shí)現(xiàn)礫石輪廓去扁化，達(dá)到矯正傳統(tǒng)IPP圓度值的目的。附圖說明圖1為去扁化IPP圓度計(jì)算方法的流程圖；圖2為W.CKrumbein(1941)礫石磨圓度分級表；圖3為傳統(tǒng)IPP圓度值與磨圓度級別相關(guān)性圖；圖4為改進(jìn)IPP圓度值與磨圓度級別相關(guān)性圖。具體實(shí)施方式為了更好地解釋本發(fā)明，以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的主要內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于以下實(shí)施例。以W.CKrumbein在1941年提出的礫石磨圓度分級表為例，比較分析傳統(tǒng)IPP和去扁化IPP方法的礫石圓度分級識別準(zhǔn)確度。對圖2中礫石磨圓度級別編碼，然后分析磨圓度級別與傳統(tǒng)IPP圓度值和去扁化IPP方法的相關(guān)性，圖3的傳統(tǒng)IPP圓度值與磨圓度級別相關(guān)性為0.594，圖4的去扁化IPP圓度值與磨圓度級別相關(guān)性為0.714。相比傳統(tǒng)IPP圓度方法，改進(jìn)的去扁化IPP圓度方法得到的結(jié)果與礫石實(shí)際圓度更加符合(表1)。一種去扁化IPP的沉積礫石圓度計(jì)算方法，具體方法如下：1)采用灰度平均值法將砂礫巖的灰度圖像(圖1a)變換為二值圖像(圖1b)；使用整幅圖像的灰度平均值作為二值化的閾值，計(jì)算公式為Threshold=Σg=0255g×h(g)Σg=0255h(g)---(1)]]>其中，h(g)是砂礫巖灰度圖像的灰度值g的統(tǒng)計(jì)直方圖，Threshold是灰度圖像的二值化閾值。2)提取二值礫石圖像(圖1b)的礫石輪廓(圖1c)。二值圖像輪廓的提取方法是挖空目標(biāo)區(qū)內(nèi)部像素點(diǎn)，目標(biāo)點(diǎn)的8個(gè)相鄰像素全部是目標(biāo)值，則認(rèn)為該點(diǎn)是目標(biāo)內(nèi)部點(diǎn)，反之為輪廓點(diǎn)，判斷出所有內(nèi)部點(diǎn)并修改為背景值，即完成輪廓提??；3)采用Graham算法計(jì)算礫石輪廓的凸包(圖1d)。Graham方法是按照排列好的序，依次加入新點(diǎn)到新的邊，如果和上一條邊成左轉(zhuǎn)關(guān)系就壓棧繼續(xù)下一個(gè)點(diǎn)，如果右轉(zhuǎn)就彈出棧，直到和棧頂兩點(diǎn)的邊成左轉(zhuǎn)關(guān)系。由于一直保證棧內(nèi)是一個(gè)凸包，所以最后掃描完畢得到的是一個(gè)凸包。4)計(jì)算礫石輪廓凸包(圖1d)的最小外接矩形(MinBoundRect)(圖1e)。最小外接矩形的基本思路是采用旋轉(zhuǎn)卡殼法，給定點(diǎn)集，求點(diǎn)集的最小覆蓋矩形，最小覆蓋矩形的四條邊上，其中一條邊有至少兩個(gè)點(diǎn)，其他邊上至少有一個(gè)點(diǎn)。然后沿著凸包的邊旋轉(zhuǎn)，維護(hù)矩形另外三條邊上的點(diǎn)。5)把最小外接矩形(圖1e)的2個(gè)對角頂點(diǎn)P1、P2作為參考點(diǎn)映射到標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系P1’和P2’，標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的X軸方向向右、Y軸方向向上。以四參數(shù)法計(jì)算最小外接矩形轉(zhuǎn)換到標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)，包括旋轉(zhuǎn)參數(shù)、縮放參數(shù)和平移參數(shù)，并以此轉(zhuǎn)換參數(shù)將礫石輪廓所有節(jié)點(diǎn)映射到標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中，轉(zhuǎn)換為圖形(圖1f)。6)比較圖形(圖1f)外接矩形的寬高比，將圖形[f]中較短邊拉伸到等于較長邊，得到目標(biāo)圖形(圖1g)。目標(biāo)圖形(圖1g)的外接圖形是正方形，通過變換消除了形狀扁度對IPP圓度公式的影響。輪廓形狀做拉伸變換后，點(diǎn)相對整個(gè)輪廓的位置不會發(fā)生變化，依靠這種關(guān)系可以計(jì)算出去扁化礫石邊界點(diǎn)。以Y軸為短邊、X軸為長邊為例計(jì)算修正后的點(diǎn)坐標(biāo)，推導(dǎo)公式如下得到目標(biāo)圖形新的坐標(biāo)表1礫石圓度級別編碼磨圓度級別編碼磨圓度級別編碼A1F6B2G7C3H8D4I9E5其它未詳細(xì)說明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。盡管上述實(shí)施例對本發(fā)明做出了詳盡的描述，但它僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，人們還可以根據(jù)本實(shí)施例在不經(jīng)創(chuàng)造性前提下獲得其他實(shí)施例，這些實(shí)施例都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3