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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明公开了一种适用集料粘连清除的沥青混凝土断层图像建模前处理方法，基于Gauss滤波算法对断层灰度图像进行像素灰度值平滑处理，可提高断层灰度图像集料‑沥青胶浆边界对比度和集料区域灰度值的稳定度；基于CT扫描曝光度环状分布规律对每张断层灰度图像进行环状分区处理再重组，可提高算法程序生成的阈值算子的针对性和适用性；基于相邻断层图像相似化拟合处理技术对断层二值图像沿采集方向构建层间联系，此方法可清除断层图像扫描过程和二值化处理过程中出现的错误粘连、错误孔洞和独立面片，后利用体绘制方法对具备良好层间联系的断层二值图像建立沥青混凝土三维模型，该模型可适用于后续细观结构特征分析与力学行为数值模拟。

主权项：1.一种适用集料粘连清除的沥青混凝土断层图像建模前处理方法，所有步骤均可利用Matlab循环程序或相关建模软件完成；其特征在于，具体步骤如下：第一步，断层图像扫描：沥青混凝土试件CT扫描，对试件进行初始状态的断层图像扫描，获得断层图像，采集方向设为z轴正向；第二步，高像素化插值处理：基于插值方法对得到的断层图像进行高像素化插值处理，得到长宽像素值均大于原长宽像素值两倍以上的高像素断层图像；第三步，灰度化处理和滤波平滑处理：按采集顺序，对高像素断层图像进行灰度化处理得到高像素断层灰度图像；灰度化完成后，采用Gauss滤波算法对高像素断层灰度图像进行平滑处理，得到平滑后的高像素断层灰度图像；第四步，形态学膨胀腐蚀处理和二值化处理：由于单张断层图像曝光度呈同心环状不均匀分布，因此按图片大小采用环状分割方式将单张断层图像由内向外分成1个圆形和若干个圆环区域，若最外圈图像不是圆环形状，则等同于圆环形状进行分割处理，直到层状图像的所有有效部分被分割，分区域进行形态学处理再组装还原，完成单张断层图像的形态学处理；然后按采集顺序批量完成所有断层图像的二值化处理，得到高像素断层二值图像；第五步，像素还原处理：对得到的高像素断层二值图像进行像素还原处理，得到断层二值图像；第六步，相邻断层图像相似化拟合处理：采用相邻断层图像相似化拟合技术对得到的断层二值图像构建沿采集方向的层间联系，步骤如下；1取交膨胀处理或取并腐蚀处理，根据实际需求选用取交膨胀处理：将a张连续的断层二值图像中相同位置的像素信息值相加，相加结果按照像素位置导入到与原断层图像等像素大小的空白新图中，该空白新图的标号为原相邻两断层图像的较小值；新图像素信息值相加结果为“0”的位置像素信息不变，显示黑暗；新图像素信息值相加结果为“1”的位置像素信息修正为“0”，显示黑暗；新图像素信息值相加结果为“≥2”的位置像素信息修正为“1”，显示白亮；修正完成后对新图白亮集料区域进行膨胀处理，并删除集料内部的沥青胶浆孔洞；取并腐蚀处理：将b张连续的断层二值图像中相同位置的像素信息值相加，相加结果按照像素位置导入到与原断层图像等像素大小的空白新图中，该空白新图的标号为原相邻两断层图像的较小值；新图像素信息值相加结果为“0”的位置像素信息不变，显示黑暗；新图像素信息值相加结果为“1”的位置像素信息不变，显示白亮；新图像素信息值相加结果为“≥2”的像素信息修正为“1”，显示白亮；修正完成后对新图白亮集料区域进行腐蚀处理，并删除集料内部的沥青胶浆孔洞；2按照顺序完成后续相邻断层图像相似化拟合处理，并依次生成新图，新图的顺序集合构成新断层二值图像图集；第七步，体绘制建模：基于体绘制技术对第六步得到的新断层二值图像图集进行三维重建获得沥青混凝土模型；第八步，对第七步得到的模型沿任意径向进行断层图像重生成，经二值化处理得到断层二值图像；第九步，断层图像重生成处理：对第八步重生成得到的断层二值图像图集重复第六步-第八步，生成新断层二值图像集；第十步，采用体绘制技术对第九步得到的新断层二值图像集进行沥青混凝土试件模型三维重建。

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