一种矿物标准色数据库的建立方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种数据库的建立方法，尤其是设及一种矿物标准色数据库的建立方 法。
【背景技术】
[000引 W往，利用带能谱分析的扫描电子显微镜对上样的微观结构进行研究时，受测试 技术的限制，只注重分析上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±的工程性质的影响研究不多。尤其是展开特殊±的微观结构研究时，由于特殊 ±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±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±在我国分布广阔，特 殊±主要包括黄±、膨胀±、红粘±、软±、冻±等，查明±的微观结构，对于研究特殊±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±体的微 观结构（尤其是特殊±的微观结构）进行研究时，如能建立一种矿物组分识别用的矿物标 准色数据库，利用该数据库且通过数据对比，便能对±体的矿物组分进行简便、快速、准确 识别，对±体微观结构的研究则具有重要意义，相应地需要一种方法步骤简单、设计合理且 实现方便、所需时间短、使用效果好的矿物标准色数据库的建立方法，利用所建立的矿物标 准色数据库能简便、快速对±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，提供一种矿物标准 色数据库的建立方法，其方法步骤简单、设计合理且实现方便、所需时间短、使用效果好，利 用所建立的矿物标准色数据库能简便、快速对±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：一种矿物标准色数据库的建立 方法，其特征在于；所建立的矿物标准色数据库中包含多种不同类型且矿物组分已知的矿 物的标准色数据（a^i，bfi);对该矿物标准色数据库进行建立时，采用带能谱分析的扫描电 子显微镜与图像处理设备相配合获取多种矿物的标准色数据，bfi )，且所述矿物标准色 数据库中各矿物的标准色数据bfi)的获取方法均相同；对任一种矿物的标准色数据 (a标，b标）进行获取时，过程如下：
[0005] 步骤一、试样获取；获取内部含有当前所分析矿物的试样，并对所获取试样进行打 磨和抛光处理，获得一个扫描面；所获得扫描面为待分析扫描面，所述待分析扫描面为平面 且其上含有当前所分析矿物的矿物颗粒；
[0006] 步骤二、待分析颗粒选取；在步骤一中所述待分析扫描面上，选取一个当前所分析 矿物的矿物颗粒作为待分析颗粒；
[0007] 步骤=、面扫描；采用带能谱分析的扫描电子显微镜，对步骤一中所述待分析扫描 面进行扫描，获得所述待分析扫描面的电镜扫描图像；
[000引步骤四、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分析 扫描面进行扫描，并获得所述待分析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分析扫描面 上的面分布图像；
[0009] 步骤五、图像传送；将步骤=中所述电镜扫描图像和步骤四中多幅所述面分布图 像，均传送至图像处理设备；
[0010] 步骤六、图像处理；采用所述图像处理设备对步骤五中所接收到的所述电镜扫描 图像和多幅所述面分布图像进行处理，获得当前所分析矿物的标准色数据bfi)，过程 如下：
[0011] 步骤601、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；
[0012] 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；
[0013] 步骤602、图像叠加；调用所述图像处理软件，将步骤601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；
[0014] 步骤603、待分析区域选取；调用所述图像处理软件，在步骤602中所获得的叠加 后图像上，选取所述待分析颗粒所处的图像区域作为待分析区域；
[0015] 步骤604、色度值计算；先调用所述图像处理软件，计算得出步骤603中所选取待 分析区域的色彩平均值，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值作为所选取待分析区域的色度值，记作（a&，);
[0016] 步骤走、多次重复步骤一至步骤六，直至获得多种不同类型且矿物组分已知的矿 物的标准色数据（a标，b标）。
[0017] 上述一种矿物标准色数据库的建立方法，其特征是；步骤=中所述电镜扫描图像 为灰度图像，步骤四中各幅所述面分布图像的图像尺寸和分辨率均与步骤=中所述电镜扫 描图像相同。
[0018] 上述一种矿物标准色数据库的建立方法，其特征是；步骤一中所述待分析扫描面 上含有N种化学元素，其中N为正整数且N > 2 ;步骤四中所述面分布图像的数量为M幅， 其中M为正整数且M《N。
[0019] 上述一种矿物标准色数据库的建立方法，其特征是；M = N ;步骤四中进行化学元 素面分布扫描时，获得所述待分析扫描面上所有化学元素的面分布图像。
[0020] 上述一种矿物标准色数据库的建立方法，其特征是；M = 7,7种化学元素分别为 Ca、K、A1、Si、Fe、Mg和化元素；步骤四中进行化学元素面分布扫描时，获得所述待分析扫 描面上所含化、1(、41、51^6、1肖和化元素的面分布图像，且所获得面分布图像的数量为7 幅。
[0021] 上述一种矿物标准色数据库的建立方法，其特征是；步骤601中所述化学元素着 色数据库中各化学元素的颜色信息均为该化学元素的面分布图像所添加颜色的RGB值。
[0022] 上述一种矿物标准色数据库的建立方法，其特征是；步骤一中所述试样的横截面 为圆形或方形，所述待分析扫描面与所述试样的中屯、轴线呈垂直布设。
[0023] 本发明与现有技术相比具有W下优点：
[0024] 1、方法步骤简单、设计合理且实现方便，投入成本较低。
[0025]2、所需时间短，能简便、快速获得多种矿物的标准色数据。
[0026] 3、可操作性且技术难度低，采用带能谱分析的扫描电子显微镜与图像处理设备相 配合即可完成建库过程。
[0027]4、所建立的矿物标准色数据库使用效果好且实用价值高，为矿物类型识别提供准 确依据。并且，利用所建立的矿物标准色数据库进行矿物组分识别时，识别方法步骤简单、 设计合理且实现方便，投入成本较低，同时识别快速、操作难度低，劳动强度低，采用图像处 理设备便能自动完成矿物类型识别过程，能在十几分钟甚至几分钟内完成扫描面上多个矿 物颗粒的矿物类型识别过程，因而能简便、快速对±体的矿物组分进行准确识别。
[002引综上所述，本发明方法步骤简单、设计合理且实现方便、所需时间短、使用效果好， 利用所建立的矿物标准色数据库能简便、快速对±体的矿物组分进行准确识别。
[0029] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0030] 图1为本发明的方法流程框图。
[0031] 图2为采用本发明所获得的待分析扫描面的电镜扫描图像。
[0032] 图3为采用本发明所获得的叠加后图像。
[0033] 图4为采用本发明对叠加后图像中编号为003的图像区域进行色彩平均处理后的 图像。
[0034] 图5为采用本发明对叠加后图像中编号为009的图像区域进行色彩平均处理后的 图像。
【具体实施方式】
[0035] 如图1所示的一种矿物标准色数据库的建立方法，所建立的矿物标准色数据库中 包含多种不同类型且矿物组分已知的矿物的标准色数据;对该矿物标准色数据库 进行建立时，采用带能谱分析的扫描电子显微镜与图像处理设备相配合获取多种矿物的标 准色数据且所述矿物标准色数据库中各矿物的标准色数据的获取方 法均相同；对任一种矿物的标准色数据进行获取时，过程如下：
[0036] 步骤一、试样获取；获取内部含有当前所分析矿物的试样，并对所获取试样进行打 磨和抛光处理，获得一个扫描面；所获得扫描面为待分析扫描面，所述待分析扫描面为平面 且其上含有当前所分析矿物的矿物颗粒；
[0037]步骤二、待分析颗粒选取；在步骤一中所述待分析扫描面上，选取一个当前所分析 矿物的矿物颗粒作为待分析颗粒；
[003引步骤=、面扫描；采用带能谱分析的扫描电子显微镜，对步骤一中所述待分析扫描 面进行扫描，获得所述待分析扫描面的电镜扫描图像；
[0039] 步骤四、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分析 扫描面进行扫描，并获得所述待分析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分析扫描面 上的面分布图像；
[0040] 其中，各化学元素的面分布图像，即各化学元素在所述待分析扫描面上的分布，其 获取方法为能谱仪的常规面分析方法，面分布图像也称为能谱面分布图像；
[0041] 步骤五、图像传送；