جداسازی خودکار کانی های موجود در مقاطع نازک سنگ ها با استفاده از الگوریتم های پردازش تصویر و خوشه بندی

Abstract

جداسازی خودکار کانی‌ های موجود در مقاطع نازک با استفاده از روش‌های پردازش تصویر، یکی از موضوعاتی است که در سال‌های اخیر مورد توجه زمین‌ شناسان قرار گرفته است. سنگ‌ها اصلی‌ترین منبع اطلاعاتی زمین‌ شناسان می‌باشند، و یکی از روش‌های متداول مطالعه سنگ‌ها، تهیه مقاطع نازک از آن‌ها و بررسی این مقاطع با استفاده از میکروسکوپ‌ های انکساری قطبی کننده نور است. همچنین جداسازی کانی‌ های موجود در مقاطع نازک، پیش‌ نیاز انجام مطالعات بعدی مانند شناسایی و بررسی اندازه کانی‌ ها در مقاطع است. در این مقاله، رویکردی جدید در جداسازی خودکار کانی‌ های موجود در مقاطع نازک با استفاده از الگوریتم‌ های پردازش تصاویر و خوشه ‌بندی مبتنی بر ویژگی‌های رنگی ارائه شده است. به‌ منظور جداسازی کانی‌ های موجود در مقاطع نازک، از آن‌ها در نورهای معمولی و قطبی تصاویر دیجیتال تهیه شده و با استخراج ویژگی‌های رنگی و بکارگیری الگوریتم خوشه‌ بندی افزایشی، کانی‌ ها جداسازی خواهند شد. در الگوریتم پیشنهادی، ابتدا ویژگی‌های رنگی هر پیکسل در فضاهای رنگی RGB و HSI از تصاویر استخراج شده، سپس با استفاده از الگوریتم خوشه‌ بندی، پیکسل‌های تصاویر تفکیک شده و در نهایت منجر به جداسازی کانی‌ ها خواهد شد. نتایج الگوریتم پیشنهادی در مرحله آزمون بر روی 83 مقطع نازک متشکل از 16 کانی آذرین متداول، نشان دهنده میزان درستی 32/87%در جداسازی کانی‌ ها می‌باشد. نتایج آزمایشگاهی، نشان‌ دهنده جداسازی موفقیت آمیز کانی‌ ها به‌ ویژه مقاطع دگرسان شده و هوازده میباشد. کاربرد اصلی الگوریتم پیشنهادی در زمین‌ شناسی سر چاه نفت، آموزش کانی‌ شناسی و اکتشافات سطحی سازمان فضایی ایالات متحده آمریکا در سیاره مریخ (NASA Mars Explorations) است که تمامی آن‌ها نیازمند جداسازی آنی کانی‌ ها می‌باشند.