CN111127413B - 土工织物孔隙测量系统以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供土工织物孔隙测量系统以及方法，系统包括：土工织物夹持器；面板灯；拍摄器，对准土工织物进行图像拍摄；图像处理单元；筛选矩阵构建单元，构建筛选矩阵；卷积计算单元，对于与筛选矩阵相对应的图像矩阵中的每个像素，计算得到新像素值；判断单元，基于新像素值，对图像上是否存在与当前筛选矩阵的内部面积相同的孔隙进行判断；填充单元，当判断为是时，将图像上新像素值所对应的像素填充为黑色；空隙统计单元，统计图像被填充前、后的白色像素总数，然后得到空隙的数量；以及控制单元，在得到空隙的数量后，控制筛选矩阵构建单元构建新的筛选矩阵，将填充处理后的图像作为新的当前图像，然后控制卷积计算单元开始依次进行下一轮处理。

Description

土工织物孔隙测量系统以及方法

技术领域

本发明属于测量技术领域，具体涉及一种土工织物孔隙测量系统以及方法。

背景技术

土工织物是以人工合成的聚合物为原料制成的透水材料，在水利工程领域常用作滤水材料以阻止细粒随水流失。孔隙大小及分布为衡量土工织物滤水性能的一项重要指标。目前有多种土工织物孔隙的测量方法，包括干筛法、湿筛法、水银压入法、气泡法、负压法、显微镜测读法等。

但是，土工织物尤其是无纺布，其结构复杂，具大小不一、形状不规则孔隙，显微镜人工测读耗时费力、误差较大，筛法同样耗时费力且不能正确反映织物的孔隙面积。而水银压入法、气泡法、负压法虽然测量结果较好，但需要昂贵的大型仪器设备，操作并不方便耗时较长。

发明内容

本发明是为了解决以上问题而进行的，目的在于提供一种土工织物孔隙测量系统以及方法，可快速准确获得土工织物的孔隙大小及其分布情况。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

<系统>

本发明提供一种土工织物孔隙测量系统，其特征在于，包括：土工织物夹持器，夹持待测量的土工织物；面板灯，设置在土工织物夹持器的一侧，对土工织物进行打光照射；拍摄器，设置在土工织物夹持器的另一侧，对准土工织物进行图像拍摄；图像处理单元，与拍摄器通信相连，获取拍摄器拍摄的图像，并对图像进行二值化处理；筛选矩阵构建单元，构建筛选矩阵A_n，在该筛选矩阵A_n中，位于矩阵每条边上的边部像素的总个数为n+2，n≥1，边部像素的值均为1，位于矩阵内部的内部像素的总个数为n²，内部像素的值均为虚数i，并且，n的初始值为1；卷积计算单元，按照卷积计算的规则，对当前的筛选矩阵A_n进行补零，滑动卷积核，对于与筛选矩阵A_n相对应的当前图像像素矩阵中的每一个待计算像素，将卷积核中心与待计算像素分别进行对齐，并求乘积和，计算得到相应待计算像素的新像素值；判断单元，基于新像素值，对图像上是否存在与当前筛选矩阵A_n的内部面积相同的孔隙进行判断；填充单元，当判断单元判断为是时，将图像上新像素值所对应的像素均填充为黑色；孔隙统计单元，统计当前图像被填充前的白色像素总数S1，并统计在填充单元将所有判断为是的像素都填充完毕后当前图像中白色像素的总数S2，然后将（S1-S2）/S_n的值作为面积为S_n个像素的孔隙的数量，S_n=当前筛选矩阵A_n的内部像素个数n²；以及控制单元，与图像处理单元、筛选矩阵构建单元、卷积计算单元、判断单元、填充单元、孔隙统计单元均通信相连，控制它们的运行，并在孔隙统计单元统计出孔隙的数量后，控制筛选矩阵构建单元将n的值加1，构建新的筛选矩阵A_n作为当前筛选矩阵A_n，并将填充处理后的图像作为新的当前图像，然后控制卷积计算单元、判断单元、填充单元、孔隙统计单元进行下一轮处理。

优选地，本发明提供的土工织物孔隙测量系统，还可以具有以下特征：新像素值包括实部和虚部，判断单元对每一个新像素值都进行如下判断：在新像素值的实部为0、并且虚部不为0的情况下，判断为是存在与当前筛选矩阵A_n的内部面积相同的孔隙。

优选地，本发明提供的土工织物孔隙测量系统，还可以具有以下特征：控制单元在S1-S2=0的情况下，停止所有单元的运行，孔隙测量完毕。

优选地，本发明提供的土工织物孔隙测量系统，还可以包括：图绘制单元，与孔隙统计单元和控制单元均通信相连，基于统计出的孔隙大小和数量，绘制相应的孔隙累积分布图；和输入显示单元，与图像处理单元、孔隙统计单元、图绘制单元、控制单元均通信相连，让用户输入操作指令，并基于相应的操作指令显示拍摄器拍摄的图像、孔隙的大小和数量、和土工织物孔隙累积分布图。

优选地，本发明提供的土工织物孔隙测量系统，还可以具有以下特征：图像处理单元还对图像行腐蚀和膨胀的形态学处理，消除面积小于1个像素的无意义像素点。

优选地，本发明提供的土工织物孔隙测量系统，还可以包括：升降支撑构件，与土工织物夹持器相连，用于调整土工织物夹持器的高度；和升降支柱，与拍摄器相连，用于调整拍摄器的高度。

优选地，本发明提供的土工织物孔隙测量系统，还可以具有以下特征：土工织物夹持器包括：外套环、内套环、支柱和底座，外套环与内套环相互嵌合、对土工织物进行夹持，支柱的两端分别与外套环和底座可拆卸相连。

<方法>

本发明还提供一种土工织物孔隙测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.采用土工织物夹持器夹持待测量的土工织物；步骤2. 采用面板灯对被夹持的土工织物进行打光照射；步骤3. 采用拍摄器对准土工织物进行图像拍摄；步骤4. 采用图像处理单元获取拍摄器拍摄的图像，并对图像进行二值化处理；步骤5. 采用筛选矩阵构建单元构件筛选矩阵A_n，在该筛选矩阵A_n中，位于矩阵每条边上的边部像素的总个数为n+2，n≥1，边部像素的值均为1，位于矩阵内部的内部像素的总个数为n²，内部像素的值均为i，并且，n的初始值为1；步骤6. 采用卷积计算单元按照卷积计算的规则对当前的筛选矩阵A_n进行补零，滑动卷积核，对于与筛选矩阵A_n相对应的当前图像像素矩阵中的每一个待计算像素，将卷积核中心与待计算像素分别进行对齐，并求乘积和，计算得到相应待计算像素的新像素值；步骤7. 采用判断单元基于新像素值，对图像上是否存在与当前筛选矩阵A_n的内部面积相同的孔隙进行判断；步骤8. 采用填充单元在判断单元判断为是的情况下，将图像上新像素值所对应的像素均填充为黑色；步骤9. 采用孔隙统计单元统计当前图像填充前的白色像素总数S1，并统计在填充单元将所有判断为是的像素都填充完毕后当前图像中白色像素的总数S2，然后将（S1-S2）/S_n的值作为面积为S_n个像素的孔隙的数量，S_n=当前筛选矩阵A的内部像素个数n²；步骤10. 采用控制单元在孔隙统计单元统计出孔隙的数量后，控制筛选矩阵构建单元将n的值加1，构建新的筛选矩阵A_n作为当前筛选矩阵A_n，并将填充处理后的图像作为新的当前图像，然后控制卷积计算单元、判断单元、填充单元、孔隙统计单元进行下一轮处理。

优选地，本发明提供的土工织物孔隙测量方法，还可以具有以下特征：在步骤10中，控制单元在S1-S2＞0的情况下，控制筛选矩阵构建单元将n的值加1，构建新的筛选矩阵A_n作为当前筛选矩阵A_n，并将填充处理后的图像作为新的当前图像；控制单元在S1-S2=0的情况下，控制图像处理单元、筛选矩阵构建单元、卷积计算单元、判断单元、填充单元、孔隙统计单元停止运行，孔隙测量完毕。

优选地，本发明提供的土工织物孔隙测量方法，还可以具有以下特征：在步骤3中，首先采用拍摄器拍摄标定长度的线段，然后获取该线段上像素的数量，进而确定单个像素的边长和面积，再对准土工织物进行图像拍摄。

发明的作用与效果

本发明所提出的土工织物孔隙测量系统以及方法，通过面板灯打光照射使土工织物透光的孔隙与弱透光的纤维形成显著的明暗对比，通过拍摄器可以将土工织物拍摄成结构清晰、分辨率高的灰度位图，基于图像处理单元将位图二值化，进一步基于筛选矩阵构建单元、卷积计算单元、判断单元、填充单元、孔隙统计单元以及控制单元进行计算，筛分不同大小的孔隙，最后通过统计分析得到不同孔隙大小的分布情况，能够准确、快速高效识别并测量土工织物孔隙大小，并且实现土工织物孔隙特征的自动提取与统计分析。

附图说明

图1 为本发明实施例涉及的土工织物孔隙测量系统的结构示意图；

图2为本发明实施例涉及的土工织物夹持器的结构示意图，其中（a）为正视图，（b）为侧视图，（c）为分解图；

图 3 为本发明实施例中拍摄器拍摄的待测量的土工织物的图像；

图4为本发明实施例涉及的灰度值分布图；

图 5 为本发明实施例涉及的孔隙测量过程的示意图，其中（a）为二值化和形态学处理后的处理，（b）为（a）的局部放大图，（c）为构件的筛选矩阵A₁，（d）为当前图像中与筛选矩阵A₁相对应区域的像素矩阵，（e）为卷积计算后得到的新像素值矩阵；（f）为判断后对当前图像像素进行赋值的示意图；（g）为当前图像被填充后形成的新图像；（h）为新的筛选矩阵A₂，（i）为新的当前图像中与筛选矩阵A₂相对应区域的像素矩阵，（j）为卷积计算后得到的新像素值矩阵；（k）为判断后对当前图像像素进行赋值的示意图；（l）为当前图像被填充后形成的新图像；

图6为本发明实施例中涉及的孔隙大小和数量对应关系图；

图 7 为本发明实施例中涉及的土工织物样品孔隙累积分布图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明涉及的土工织物孔隙测量系统以及方法的具体实施方案进行详细地说明。

<实施例>

如图1所示，本实施例所提供的土工织物孔隙测量系统10包括土工织物夹持器11、面板灯12、升降支撑构件13、拍摄器14、升降支柱15、仪器固定平台16、处理器17以及输入显示单元18。

如图2所示，土工织物夹持器11用于夹持待测量的土工织物，土工织物夹持器11包括外套环111、内套环112、支柱113和底座114。外套环111与内套环112相互嵌合，用于对土工织物边缘进行夹持，让土工织物的主体区域展开且平整地位于套环中部的中空区域中。支柱113的两端分别与外套环111和底座114可拆卸相连。

如图1所示，面板灯12设置在土工织物夹持器11的一侧，对土工织物进行打光照射，使土工织物透光的孔隙与弱透光的纤维形成显著的明暗对比。

升降支撑构件13与土工织物夹持器11相连，用于调整土工织物夹持器11的高度。

拍摄器14设置在土工织物夹持器11的另一侧，对准土工织物进行图像拍摄。拍摄器14包括定焦微距镜头141和与之相连的CCD传感器142，定焦微距镜头141搭配高分辨率的CCD传感器142组成的摄像机组可以将土工织物拍摄成如图3所示的结构清晰、分辨率高的灰度位图。

升降支柱15与拍摄器14相连，用于调节拍摄器14的高度。CCD传感器142固定于升降支柱15，定焦微距镜头141连于CCD传感器142上。

仪器固定平台16用于固定面板灯12、升降支撑构件13和升降支柱15。

处理器17包括图像处理单元、筛选矩阵构建单元、卷积计算单元、判断单元、填充单元、孔隙统计单元、图绘制单元以及控制单元。

图像处理单元与拍摄器14通信相连，获取拍摄器14拍摄的图像，统计图像的灰度值的分布并绘制如图4所示的灰度值分布图，确定灰度值分布图双峰相交的位置的灰度值；然后，使用该阈值对图像进行二值化处理；再对图像行腐蚀和膨胀的形态学处理，消除面积小于1个像素的无意义像素点，得到如图5（a）和（b）所示的当前图像。

筛选矩阵构建单元用于构建筛选矩阵A_n，在筛选矩阵A_n中，位于矩阵每条边上的边部像素的总个数为n+2，n≥1，边部像素的值均为1，位于矩阵内部的内部像素的总个数为n²，内部像素的值均为虚数i，并且，n的初始值为1。如图5（c）所示，为n=1情况下的筛选矩阵A₁。

如图5（c）~（e）所示，卷积计算单元用于按照卷积计算的规则对当前的筛选矩阵A_n进行补零，滑动卷积核，对于与筛选矩阵A_n相对应的当前图像像素矩阵中的每一个待计算像素，将卷积核中心与待计算像素分别进行对齐，并求乘积和，计算得到相应待计算像素的新像素值，新像素值包括实部和虚部。

判断单元基于新像素值，对图像上是否存在与当前筛选矩阵A_n的内部面积相同的孔隙进行判断。具体地，判断单元对每一个新像素值都进行如下判断：在新像素值的实部为0、并且虚部不为0的情况下，判断为是存在与当前筛选矩阵A_n的内部面积相同的孔隙。

如图5（e）~（g）所示，填充单元在判断单元判断为是时，将图像上新像素值所对应的像素均填充为黑色，具体地，在本实施例中，当判断单元判断为是时，填充单元是将图像上新像素值所对应的像素赋值为0，从而使得图像上新像素值所对应的像素成为黑色像素。

孔隙统计单元统计当前图像被填充前的白色像素总数S1，并统计在填充单元将所有判断为是的像素都填充完毕后当前图像中白色像素的总数S2，然后将（S1-S2）/S_n的值作为面积为S_n个像素的孔隙的数量，S_n=当前筛选矩阵A_n的内部像素个数n²。例如，对于当前筛选矩阵A₁，1个像素级别孔隙的数量=（S1-S2）/S₁，S₁=1个像素的面积。

控制单元与上述图像处理单元、筛选矩阵构建单元、卷积计算单元、判断单元、填充单元、孔隙统计单元均通信相连，控制它们的运行，并在孔隙统计单元统计出孔隙的数量后，并且在S1-S2＞0的情况下（表明图像中还存在孔隙未被填充），如图5（g）所示，将填充处理后的图像作为新的当前图像，然后如图5（h）所示，控制筛选矩阵构建单元将n的值加1，构建新的筛选矩阵A_n作为当前筛选矩阵A_n，再如图5（i）~（l）所示，控制卷积计算单元、判断单元、填充单元、孔隙统计单元进行下一轮处理。另外，在S1-S2=0的情况下（表明图像中孔隙都被填充完毕），控制单元控制这些单元的停止运行，孔隙测量完毕。

图绘制单元与孔隙统计单元和控制单元均通信相连，基于统计出的孔隙大小和数量，绘制如图6所示的孔隙大小和数量对应关系图，和如图7所示的孔隙累积分布图。

输入显示单元18与处理器17通信相连，用于让用户输入操作指令，并基于相应的操作指令显示拍摄器14拍摄的图像、孔隙的大小和数量、和孔隙大小和数量对应关系图以及土工织物孔隙累积分布图。

以上是本实施例所提供的土工织物孔隙测量系统10的具体结构，下面对基于该土工织物孔隙测量系统10进行孔隙测量的方法进行介绍，本实施例所提供的土工织物孔隙测量方法具体包括以下步骤：

步骤1. 采土工织物夹持器11夹持待测量的土工织物；制备土工织物样本，使用圆规刀将土工织物切成与土工织物套环内环11直径一致的圆片并编号，然后取下外套环111和内套环112，将土工织物样品放置于外套环111之中，然后将内套环112嵌套入织物夹持器外环11内，将土工织物样品夹持在外套环111和内套环112之间。

步骤2.采用面板灯12对被夹持的土工织物进行打光照射；

步骤3. 首先，让用户通过输入显示单元18输入标定的操作指令，控制部据该指令控制拍摄器14对标定长度的线段进行拍摄，然后获取该线段上像素的数量，进而确定单个像素的边长和面积；然后让用户通过输入显示单元18输入开始测量孔隙的操作指令，然后控制部根据该指令，控制拍摄器14对准土工织物进行图像拍摄：

在拍摄土工织物图像前，首先应通过升降支撑构件13和升降支柱15调整土工织物夹持器11和拍摄器14的位置，使定焦微距镜头141轴线大体垂直面板灯12，外套环111与定焦微距镜头141轴线位于同一水平面，并且定焦微距镜头141正对土工织物，转动定焦微距镜头141的对焦环，使土工织物位于焦平面，然后进行图像拍摄；

本实施例中，是先拍摄标定长度为1cm的线段，然后采用Photoshop软件量取1cm线段上像素的数量为1250个，确定像素的边长为8μm；

步骤4.图像处理单元获取拍摄器14拍摄的图像，保存并编号，然后使用灰度直方图双峰法程序确定图像二值化阈值，统计图像的灰度值的分布并绘制如图4所示的灰度值分布图，确定灰度值分布图双峰相交的位置的灰度值，阈值范围一般在（0.3-0.6）之间；接着，采用该阈值对图像进行二值化处理；再构建像素为1的SE矩阵对图像进行腐蚀和膨胀的形态学处理，消除小而无意义的像素，得到如图5（a）所示的图像；

步骤5.筛选矩阵构建单元构件筛选矩阵A_n，在该筛选矩阵A_n中，位于矩阵每条边上的边部像素的总个数为n+2，n≥1，边部像素的值均为1，位于矩阵内部的内部像素的总个数为n²，内部像素的值均为i，并且，n的初始值为1；如图5（c）所示，为最开始，在n=1情况下的构件的筛选矩阵A₁；

步骤6. 将筛选矩阵A_n与图像进行卷积计算，采用卷积计算单元按照卷积计算的规则对当前的筛选矩阵A_n进行补零，滑动卷积核，对于与筛选矩阵A_n相对应的当前图像像素矩阵中的每一个待计算像素，将卷积核中心与待计算像素分别进行对齐，并求乘积和，计算得到相应待计算像素的新像素值；如图5（c）~（e）所示，为对于筛选矩阵A₁，卷积计算的过程；

步骤7. 判断单元基于新像素值，对图像上是否存在与当前筛选矩阵A_n的内部面积相同的孔隙进行判断；

步骤8. 填充单元在判断单元判断为是的情况下，将图像上新像素值所对应的像素赋值为0，从而使得图像上新像素值所对应的像素被填充成为黑色像素；如图5（e）~（g）所示，为对于筛选矩阵A₁，填充单元赋值和填充处理的过程。

步骤9. 孔隙统计单元统计当前图像填充前的白色像素的总数S1，并统计在填充单元将所有判断为是的像素都填充完毕后当前图像中白色像素的总数S2，然后将（S1-S2）/S_n的值作为面积为S_n个像素的孔隙的数量，S_n=当前筛选矩阵A_n的内部像素个数n²；

步骤10. 控制单元在孔隙统计单元统计出孔隙的数量后，并且在S1-S2＞0的情况下，控制筛选矩阵构建单元将n的值加1，构建新的筛选矩阵A_n作为当前筛选矩阵A_n，并将填充处理后的图像作为新的当前图像，然后控制卷积计算单元、判断单元、填充单元、孔隙统计单元进行下一轮处理。如图5（i）~（m），为控制单元控制筛选矩阵构建单元将n的值加1（n=2），构建新的筛选矩阵A₂作为当前筛选矩阵A₂，并且，控制卷积计算单元、判断单元、填充单元、孔隙统计单元基于当前筛选矩阵A₂对新的当前图像进行处理的过程；在S1-S2=0的情况下，控制卷积计算单元、判断单元、填充单元、孔隙统计单元停止运行，孔隙测量完毕；

步骤11.图绘制单元绘制如图6所示的孔隙大小和数量对应关系图，和如图7所示的孔隙累积分布图，然后根据用户输入的操作指令通过显示单元17对相应的图进行显示。

以上实施例仅仅是对本发明技术方案所做的举例说明。本发明所涉及的土工织物孔隙测量系统10以及方法并不限定于在以上实施例中所描述的内容，而是以权利要求所限定的范围为准。本发明所属领域技术人员在该实施例的基础上所做的任何修改或补充或等效替换，都在本发明的权利要求所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.土工织物孔隙测量系统，其特征在于，包括：

土工织物夹持器，夹持待测量的土工织物；

面板灯，设置在所述土工织物夹持器的一侧，对所述土工织物进行打光照射；

拍摄器，设置在所述土工织物夹持器的另一侧，对准所述土工织物进行图像拍摄；

图像处理单元，与所述拍摄器通信相连，获取所述拍摄器拍摄的图像，并对所述图像进行二值化处理；

筛选矩阵构建单元，构建筛选矩阵A_n，在该筛选矩阵A_n中，位于矩阵每条边上的边部像素的总个数为n+2，n≥1，边部像素的值均为1，位于矩阵内部的内部像素的总个数为n²，内部像素的值均为虚数i，并且，n的初始值为1；

卷积计算单元，按照卷积计算的规则，对当前的筛选矩阵A_n进行补零，滑动卷积核，对于与筛选矩阵A_n相对应的当前图像像素矩阵中的每一个待计算像素，将卷积核中心与待计算像素分别进行对齐，并求乘积和，计算得到相应待计算像素的新像素值；

判断单元，基于所述新像素值，对图像上是否存在与当前筛选矩阵A_n的内部面积相同的孔隙进行判断；

填充单元，当所述判断单元判断为是时，将图像上所述新像素值所对应的像素均填充为黑色；

孔隙统计单元，统计当前图像被填充前的白色像素的总数S1，并统计在所述填充单元将所有判断为是的像素都填充完毕后当前图像中白色像素的总数S2，然后将（S1-S2）/S_n的值作为面积为S_n个像素的孔隙的数量，S_n=当前筛选矩阵A_n的内部像素个数n²；以及

控制单元，与所述图像处理单元、所述筛选矩阵构建单元、所述卷积计算单元、所述判断单元、所述填充单元、所述孔隙统计单元均通信相连，控制它们的运行，并在所述孔隙统计单元统计出所述孔隙的数量后，控制所述筛选矩阵构建单元将n的值加1，构建新的筛选矩阵A_n作为当前筛选矩阵A_n，并将填充处理后的图像作为新的当前图像，然后控制卷积计算单元、所述判断单元、所述填充单元、所述孔隙统计单元进行下一轮处理。

2.根据权利要求1所述的土工织物孔隙测量系统，其特征在于：

其中，所述新像素值包括实部和虚部，

所述判断单元对每一个所述新像素值都进行如下判断：在所述新像素值的实部为0、并且虚部不为0的情况下，判断为是存在与当前筛选矩阵A_n的内部面积相同的孔隙，

当所述判断单元判断为是时，所述填充单元将图像上所述新像素值所对应的像素赋值为0。

3.根据权利要求1所述的土工织物孔隙测量系统，其特征在于：

其中，所述控制单元在S1-S2=0的情况下，控制所述图像处理单元、所述筛选矩阵构建单元、所述卷积计算单元、所述判断单元、所述填充单元、所述孔隙统计单元停止运行，孔隙测量完毕。

4.根据权利要求1所述的土工织物孔隙测量系统，其特征在于，还包括：

图绘制单元，与所述孔隙统计单元和所述控制单元均通信相连，基于统计出的孔隙大小和数量，绘制相应的孔隙累积分布图；和

输入显示单元，与所述图像处理单元、所述孔隙统计单元、所述图绘制单元、所述控制单元均通信相连，让用户输入操作指令，并基于相应的操作指令显示所述拍摄器拍摄的图像、孔隙的大小和数量、和所述土工织物孔隙累积分布图。

5.根据权利要求1所述的土工织物孔隙测量系统，其特征在于：

其中，所述图像处理单元还对图像行腐蚀和膨胀的形态学处理，消除面积小于1个像素的无意义像素点。

6.根据权利要求1所述的土工织物孔隙测量系统，其特征在于，还包括：

升降支撑构件，与所述土工织物夹持器相连，用于调整所述土工织物夹持器的高度；和升降支柱，与所述拍摄器相连，用于调整所述拍摄器的高度。

7.根据权利要求1所述的土工织物孔隙测量系统，其特征在于：

其中，所述土工织物夹持器包括：外套环、内套环、支柱和底座，所述外套环与所述内套环相互嵌合、对所述土工织物进行夹持，所述支柱的两端分别与所述外套环和所述底座可拆卸相连。

8.土工织物孔隙测量方法，采用权利要求1至7中任意一项所述的土工织物孔隙测量系统进行孔隙测量，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1. 采用土工织物夹持器夹持待测量的土工织物；

步骤2. 采用面板灯对被夹持的土工织物进行打光照射；

步骤3. 采用拍摄器对准所述土工织物进行图像拍摄；

步骤4. 采用图像处理单元获取所述拍摄器拍摄的图像，并对所述图像进行二值化处理；

步骤5. 采用筛选矩阵构建单元构件筛选矩阵A_n，在该筛选矩阵A_n中，位于矩阵每条边上的边部像素的总个数为n+2，n≥1，边部像素的值均为1，位于矩阵内部的内部像素的总个数为n²，内部像素的值均为i，并且，n的初始值为1；

步骤6. 采用卷积计算单元按照卷积计算的规则对当前的筛选矩阵A_n进行补零，滑动卷积核，对于与筛选矩阵A_n相对应的当前图像像素矩阵中的每一个待计算像素，将卷积核中心与待计算像素分别进行对齐，并求乘积和，计算得到相应待计算像素的新像素值；

步骤7. 采用判断单元基于所述新像素值，对图像上是否存在与当前筛选矩阵A_n的内部面积相同的孔隙进行判断；

步骤8. 采用填充单元在所述判断单元判断为是的情况下，将图像上所述新像素值所对应的像素均填充为黑色；

步骤9. 采用孔隙统计单元统计当前图像填充前的白色像素的总数S1，并统计在所述填充单元将所有判断为是的像素都填充完毕后当前图像中白色像素的总数S2，然后将（S1-S2）/S_n的值作为面积为S_n个像素的孔隙的数量，S_n=当前筛选矩阵A_n的内部像素个数n²；

步骤10. 采用控制单元在所述孔隙统计单元统计出所述孔隙的数量后，控制所述筛选矩阵构建单元将n的值加1，构建新的筛选矩阵A_n作为当前筛选矩阵A_n，并将填充处理后的图像作为新的当前图像，然后控制卷积计算单元、所述判断单元、所述填充单元、所述孔隙统计单元进行下一轮处理。

9.根据权利要求8所述的土工织物孔隙测量方法，其特征在于：

其中，在步骤10中，所述控制单元在S1-S2＞0的情况下，控制所述筛选矩阵构建单元将n的值加1，构建新的筛选矩阵A_n作为当前筛选矩阵A_n，并将填充处理后的图像作为新的当前图像；所述控制单元在S1-S2=0的情况下，停止所有单元的运行，孔隙测量完毕。

10.根据权利要求8所述的土工织物孔隙测量方法，其特征在于：

其中，在所述步骤3中，首先采用所述拍摄器拍摄标定长度的线段，然后获取该线段上像素的数量，进而确定单个像素的边长和面积，再对准所述土工织物进行图像拍摄。

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