岩体暴露面图像中裂隙全自动提取方法研究

作     者：吴金 吴顺川 孙贝贝 WU Jin;WU Shun-chuan;SUN Bei-bei

作者机构：北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 自然资源部高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室云南昆明650093 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.51934003) 云南省重大科技专项(No.202102AF080001) 云南省创新团队资助项目(No.202105AE160023) 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2024年第45卷第9期

页      码：2621-2632页

摘      要：裂隙显著影响岩体物理与力学性质,针对从岩体暴露面图像中自动提取裂隙存在的提取结果不完整、信噪比低,以及提取方法经验参数多、鲁棒性差等问题,提出一种全自动裂隙提取优化程序。首先,通过引入广义伽马校正初步提升裂隙与岩壁面对比度;其次,考虑裂隙路径像素间相互影响,设计灰度传递算法提升裂隙连续性;最后,通过改进Frangi滤波器提取裂隙并充分抑制噪音像素响应。结果表明:该程序充分融合了裂隙低灰度和高线型两大特征,图像增强与裂隙提取两阶段协同运作,显著改善了裂隙对比度不均问题,在较完整提取裂隙的同时还能够有效防止噪音与伪裂隙的产生,对多种岩体暴露面图像均具有很高的鲁棒性。将该方法与常用的裂隙识别算法进行比较,展现了该算法流程在处理低对比度、高噪声岩体裂隙图像方面的显著优势。

主 题 词：岩体暴露面 裂隙自动提取 数字图像处理 灰度传递算法 Frangi滤波 

学科分类：081401[081401] 08[工学] 0814[工学-地质类] 

核心收录：

D　O　I：10.16285/j.rsm.2024.0476

馆 藏 号：203143379...