Application of computer image analysis to imaging and analysis of the grains in 3D space

• Autorzy: Oleszko K. , Młynarczuk M.

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie metod komputerowej analizy obrazu do odwzorowania i analizy ziarn w przestrzeni 3D

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article proposes imaging and measurement method of grains in 3D space. In order to represent analyzed objects in 3D space an optical profilometer was used. The profilometer measures those part of the grain which are visible to a measuring head placed above it. However, the most important parts of the proposed method is approximation of the bottom part of the grain, which is not visible to the measuring device. The method is based on the highest and the smallest heights of the analyzed grain and information about heights placed on circumference of the grain. In order to verify the proposed method computations were processed on a few test grains. A comparison of results obtained from this method and with results obtained from methods commonly used, based on substitute diameters, proved that the proposed method gives values which are closely related to the real more ones. During research, coal grains were measured with a grain class of over 1 mm. Grains were reconstructed in 3D space and carefully analyzed. The usage of this kind of measurements could be applied, for instance, to investigate methane issues in coal mines.

PL

W artykule zaproponowano metodę odwzorowania i pomiarów ziarn w przestrzeni 3D. W celu odwzorowania 3D analizowanych obiektów wykorzystano profilometr laserowy. Pozwala on na odwzorowanie tej części ziarna, która jest widoczna dla umiejscowionej nad obiektem głowicy pomiarowej. Najistotniejszym jednakże krokiem zaproponowanego algorytmu jest aproksymacja niewidocznej dla głowicy pomiarowej, dolnej części analizowanego ziarna. Opiera się na wykorzystaniu informacji o najwyższych i najniższych wysokościach zmierzonych na analizowanym ziarnie, oraz informacjach o wysokościach punktów na zewnętrznym obwodzie ziarna. W celu weryfikacji zaproponowanej metody przeprowadzono pomiary objętości kilku ziarn testowych. Porównując otrzymane rezultatami z tymi uzyskiwanymi na bazie metod wykorzystujących średnice zastępcze wykazano, że proponowany algorytm zwraca wyniki bardziej zbliżone do wielkości rzeczywistych. Przeprowadzono także badania w ramach których odwzorowano w przestrzeni 3D ziarna węgla pochodzące z klasy ziarnowej powyżej 1mm oraz dokonano ich pomiarów. Takie, przykładowe wykorzystanie proponowanej metody pomiarowej może znaleźć zastosowanie w badaniach mających na celu analizę metanonośności węgla.

Słowa kluczowe

EN

3D reconstruction; image analysis; grain volume

PL

rekonstrukcja 3D; analiza obrazu; objętość ziarna

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: AGH Journal of Mining and Geoengineering
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 36, no. 1
• Strony: 261--266
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Oleszko K.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection, Department of Geoinformatics and Applied Computer Science, Kraków

autor

Młynarczuk M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection, Department of Geoinformatics and Applied Computer Science, Kraków

Bibliografia

• [1] Beucher S.: Watershed, Hierarchical Segmentation and Waterfall Algorithm. In: Serra, Soil- le(eds): Mathematical Morphology and its Application to Image Processing, Kluwer Academic Publishers, 1994, pp. 69-76.
• [2] Gundersen H.J.G., Bagger P.P., Bendtsen T.F., Evans S.M., Korbo M., Marcussen N., et al.: The New Stereological Tools: Disector, Fractionator, Nucleator and Point Sampled Interceptsand Their Use in Pathological Research and Diagnosis. Acta Pathologica, Microbiologica et Immunologica Scandinavica 96, 1988, pp. 857-881.
• [3] Janowski J., Sadowski A., Kraj W., Ratajczak T.: Determination of Porosity of Reduced Hematite by Stereological Methods. J. Mat. Sci. (33), 1998, pp. 477-486.
• [4] Młynarczuk M.: Description and Classification of Rock Surfaces by Means of Laser Profilometry and Mathematical Morphology. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Volume 47, Issue 1, 2010, pp. 138-149.
• [5] Oleszko K., Młynarczuk M., Sitek L., Klich J.: Application of Image Processing and Mathematical Morphology to Describe Spatial Structure of Coal Grains. Documenta Geonica, 26/5, 2011/1, pp. 183-188.