[发明专利]一种对煤中不同组分含量及半径的定量计算方法

说明书

本发明公开了一种对煤中不同组分含量及半径的定量计算方法，包括步骤：对煤岩薄片的显微镜照片进行选择性的二值图像转化，获取含有特点煤岩显微组分的二值图像；提取的含有特点煤岩显微组分的二值图像的所有联通的像素矩阵，并对像素矩阵进行降噪；对降噪后的所有像素矩阵的组分边缘进行识别，根据组分边缘识别结果对像素矩阵进行显微组分面积和显微组分半径计算，获得像素矩阵的全部显微组分的占比和组分分布图。本发明相对于传统人工识别方法方便快捷精准，不用费时费力，而且是依靠计算机进行识别。能够弥补已存在的图像分析方法的对颜色相同的橙黄色(角质组)与黄色(大小孢子)组分不发区分的缺陷。

技术领域

本发明涉及煤层组分分析技术领域，具体涉及一种对煤中不同组分含量及半径的定量计算方法。

背景技术

在光学显微镜下能够识别出来组成煤的基本单位，称为显微组分。微观上，煤岩由镜质组、惰质组、壳质组三大显微组分及少量矿物组成的。煤的化学组成和工业利用中表现的结焦性等工艺性质主要受煤化程度和煤岩显微组分组成影响。现阶段对于煤中显微组分含量的定量分析主要包括传统的人工肉眼在显微镜下的分析以及依靠计算机的煤岩显微图像自动识别技术。

传统的人工肉眼在显微镜下测量镜质组反射率和鉴定煤岩显微组分，不仅劳动强度大、费时长，而且受人的主观认识差异影响，导致不同操作者测量结果一致性不好，实验室之间的鉴定数据比对难，严重制约了煤岩参数在煤炭分类和炼焦配煤等工业中的应用，实现煤岩自动化测试是多年来煤岩学界迫切盼望解决的技术难题。

现有存在的技术问题：

(1)现阶段的煤岩显微图像自动识别技术很难对反射率相近的显微组分如树皮组和角质组进行区分与识别。

(2)受煤岩组分的复杂性及非均质性影响，很多粒度较低的组分如小孢子较难被检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对煤中不同组分含量及半径的定量计算方法，以解决现有技术中煤岩显微图像自动识别技术很难对反射率相近的显微组分如树皮组和角质组进行区分与识别，以及受煤岩组分的复杂性及非均质性影响，很多粒度较低的组分如小孢子较难被检测的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种对煤中不同组分含量及半径的定量计算方法，包括步骤：

S100、对煤岩薄片的显微镜照片进行选择性的二值图像转化，获取含有特点煤岩显微组分的二值图像；

S200、提取的含有特点煤岩显微组分的二值图像的所有联通的像素矩阵，并对像素矩阵进行降噪；

S300、对降噪后的所有像素矩阵的组分边缘进行识别，根据组分边缘识别结果对像素矩阵进行显微组分面积和显微组分半径计算，获得像素矩阵的全部显微组分的占比和组分分布图。

作为本发明的一种优选方案，在S100中，利用MATLAB软件的Image Segmentr对煤岩薄片的显微镜照片进行依据颜色种类和像素种类的选择性的二值图像转化。

作为本发明的一种优选方案，在S200中，对像素矩阵进行降噪的具体为利用MATLAB软件的函数bwmorph和函数size对所有联通的像素矩阵降噪，具体算法为：

A＝bwmorph(A,’majority’,5)；

[S1,S2]＝size(A)；

Pr＝zeros(s1,s2)；

其中，A代替图像中联通的像素点或者矩阵，bwmorph(A,'majority',5)代表对二值图像像素连接点为5以上的矩阵进行输出，5以下的二值图像像素连接点则应用zeros函数进行像素0输出；