[发明专利]一种基于图像处理的岩土结构检测方法

摘要

本发明涉及一种基于图像处理的岩土结构检测方法，包括步骤：实时获取视频帧岩土图像，将视频帧岩土图像分为a*a个图像块，计算视频帧岩土图像块微观纹理特征值组成数据集Yik；像素k对应的时间序列的第i个时间点上的数据集Yik是预测参数的线性组合，对参数βk进行求解分析，得到关于参数βk的图像，βk为岩土图像的另一种表示，参数误差越大，则岩土图像结构变异程度越大，即风化程度越高。本发明提供一种基于图像处理的岩土结构检测方法，通过连续对多帧图像块微观纹理特征值(陡度、墒等参数)进行统计并进行维度转换，进而确定岩土结构变化，显著地提高了岩土结构的检测效率，且在准确率方面大大增强。

主权项

1.一种基于图像处理的岩土结构检测方法，其特征在于，包括步骤：实时获取视频帧岩土图像，将视频帧岩土图像分为n*n个图像块，计算视频帧岩土图像块微观纹理特征值组成数据集Y_i^k；像素k对应的时间序列的第i个时间点上的数据集Y_i^k是预测参数的线性组合：/n /n式中，m是预测参数的个数，n为采集的时间点的个数；x_ij是与岩土位置或采集岩土时间相关、但与具体岩土图像无关的已知参数，组成矩阵X；为岩土像素k在第i个时间点上的误差，误差相互独立且服从均值为0，标准方差为σ_k的正态分布数据矩阵表达式为：/nY^k＝Xβ^k+ε^k/n其中，岩土数据Y^k是数据集Y_i^k组成的列向量，β^k是岩土预测参数组成的列向量，ε^k是误差项组成的列向量，对岩土数据Y^k的分析即是对参数β^k进行求解分析，得到关于参数β^k的图像，采取最小二乘法对参数的预测值求解：β^k＝(X^TX)^-1X^TY^k；而参数误差数据为：其中是岩土数据Y^k的方差，其值为：/n /n其中，p是矩阵X的秩，x是残差；通过对参数β^k的图像、参数误差数据的变化判断岩土结构变化，即β^k为岩土图像的另一种表示参数误差越大，则岩土图像结构变异程度越大，即风化程度越高。/n