一种基于矿物标准色数据库的矿物组分识别方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种矿物组分识别方法，尤其是涉及一种基于矿物标准色数据库的矿 物组分识别方法。
【背景技术】
[0002] 以往，利用带能谱分析的扫描电子显微镜对土样的微观结构进行研究时，受测试 技术的限制，只注重分析土样中颗粒的外观形态与颗粒大小，但对颗粒的矿物成分及其空 间分布对土的工程性质的影响研究不多。尤其是展开特殊土的微观结构研究时，由于特殊 土的工程地质和力学特性受其微观结构的影响很大，不仅需分析特殊土中矿物颗粒的外观 形态与颗粒大小，并且还需对矿物颗粒的矿物成分及其空间分布进行分析，对矿物颗粒的 矿物成分及其空间分布进行分析时，矿物成分的识别至关重要。特殊土在我国分布广阔，特 殊土主要包括黄土、膨胀土、红粘土、软土、冻土等，查明土的微观结构，对于研究特殊土的 宏观力学性质、优化地基处理工艺等，都有重大的经济意义和社会价值。因而，对土体的微 观结构（尤其是特殊土的微观结构）进行研究时，需要一种方法简单、设计合理且实现方 便、使用效果好的矿物组分识别方法，能简便、快速对土体的矿物组分进行准确识别。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于矿物 标准色数据库的矿物组分识别方法，其方法简单、设计合理且实现方便、使用效果好，能简 便、快速对土体的矿物组分进行准确识别。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于矿物标准色数据库的 矿物组分识别方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
[0005] 步骤一、土样获取：获取待识别土样，并对所述待识别土样上需进行矿物组分识别 的部位进行打磨和抛光处理，获得扫描面；所述待识别扫描面为平面且其上含有多个矿物 颗粒，且所述待识别扫描面为待识别扫描面；
[0006] 步骤二、面扫描：采用带能谱分析的扫描电子显微镜，对步骤一中所述待识别扫描 面进行扫描，获得所述待识别扫描面的电镜扫描图像；
[0007] 步骤三、化学元素面分布扫描：采用带能谱分析的扫描电子显微镜对所述待识别 扫描面进行扫描，并获得所述待识别扫描面上所含多种化学元素的面分布图像，所述面分 布图像的数量为多幅，每一种化学元素的面分布图像均为该化学元素在所述待识别扫描面 上的面分布图像；
[0008] 步骤四、图像传送：将步骤二中所述电镜扫描图像和步骤三中多幅所述面分布图 像，均传送至图像处理设备；
[0009] 步骤五、基于图像处理的矿物组分识别：采用所述图像处理设备，对所述待识别扫 描面上所含的矿物组分进行识别，过程如下：
[0010] 步骤501、面分布图像着色：根据预先建立的化学元素着色数据库，调用图像处理 软件，对多幅所述面分布图像分别进行着色；着色后，多幅所述面分布图像的颜色均不相 同；
[0011] 所述化学元素着色数据库中包括多种化学元素的颜色信息，且多种化学元素的颜 色信息均不相同；
[0012] 步骤502、图像叠加：调用所述图像处理软件，将步骤501中着色后的各幅所述面 分布图像均叠加在所述电镜扫描图像上，并获得叠加后图像，所述叠加后图像为矿物组分 识别用图像；
[0013] 步骤503、矿物组分识别：结合预先建立的矿物标准色数据库，对所述待识别扫描 面上需识别的一个或多个矿物颗粒的矿物类型分别进行识别，各矿物颗粒的矿物类型的 识别方法均相同；对所述待识别扫描面上任一个矿物颗粒的矿物类型进行识别时，过程如 下：
[0014] 步骤5031、待识别区域选取：调用所述图像处理软件，在所述叠加后图像上选取 待识别区域；所述待识别区域为所述待识别扫描面上待识别矿物颗粒所处的图像区域；
[0015] 步骤5032、色度值计算：先调用所述图像处理软件，计算得出步骤5031中所选取 待识别区域的色彩平均值，计算得出的色彩平均值为Lab值；之后，将计算得出的色彩平均 值中的a值和b值作为所选取待识别区域的色度值，记作（a^bg);
[0016] 步骤5033、色度值差值计算及矿物类型识别：对所述矿物标准色数据库中各矿物 的标准色数据（ag，b#)与步骤5032中所述的色度值（a^bg)之间的色度值差值ΛΕ分 别进行计算，并根据计算得出的色度值差值△ E，对所选取待识别区域内矿物颗粒的矿物类 型进行识别，且所选取待识别区域内矿物颗粒的矿物类型为所述矿物标准色数据库中标准 色数据（a s，bg)与色度值（aiS，biS)之间的色度值差值ΛΕ最小的矿物；
[0017] 对矿物标准色数据库中各矿物的标准色数据（a#，1? )与色度值（aiS，biS )与之 间的色度值差值ΛΕ进行计算时，根据公式
【主权项】
1. 一种基于矿物标准色数据库的矿物组分识别方法，其特征在于该方法包括以下步 骤： 步骤一、土样获取：获取待识别土样，并对所述待识别土样上需进行矿物组分识别的部 位进行打磨和抛光处理，获得扫描面；所述待识别扫描面为平面且其上含有多个矿物颗粒， 且所述待识别扫描面为待识别扫描面； 步骤二、面扫描：采用带能谱分析的扫描电子显微镜，对步骤一中所述待识别扫描面进 行扫描，获得所述待识别扫描面的电镜扫描图像； 步骤三、化学元素面分布扫描：采用带能谱分析的扫描电子显微镜对所述待识别扫描 面进行扫描，并获得所述待识别扫描面上所含多种化学元素的面分布图像，所述面分布图 像的数量为多幅，每一种化学元素的面分布图像均为该化学元素在所述待识别扫描面上的 面分布图像； 步骤四、图像传送：将步骤二中所述电镜扫描图像和步骤三中多幅所述面分布图像，均 传送至图像处理设备； 步骤五、基于图像处理的矿物组分识别：采用所述图像处理设备，对所述待识别扫描面 上所含的矿物组分进行识别，过程如下： 步骤501、面分布图像着色：根据预先建立的化学元素着色数据库，调用图像处理软 件，对多幅所述面分布图像分别进行着色；着色后，多幅所述面分布图像的颜色均不相同； 所述化学元素着色数据库中包括多种化学元素的颜色信息，且多种化学元素的颜色信 息均不相同； 步骤502、图像叠加：调用所述图像处理软件，将步骤501中着色后的各幅所述面分布 图像均叠加在所述电镜扫描图像上，并获得叠加后图像，所述叠加后图像为矿物组分识别 用图像； 步骤503、矿物组分识别：结合预先建立的矿物标准色数据库，对所述待识别扫描面上 需识别的一个或多个矿物颗粒的矿物类型分别进行识别，各矿物颗粒的矿物类型的识别方 法均相同；对所述待识别扫描面上任一个矿物颗粒的矿物类型进行识别时，过程如下： 步骤5031、待识别区域选取：调用所述图像处理软件，在所述叠加后图像上选取待识 别区域；所述待识别区域为所述待识别扫描面上待识别矿物颗粒所处的图像区域； 步骤5032、色度值计算：先调用所述图像处理软件，计算得出步骤5031中所选取待识 别区域的