随着社会经济的飞速发展,混凝土在现实生活中的应用越来越普遍,广泛用于道路桥梁建设、建筑物、装修等各领域。这对混凝土的性能指标提出了更高的要求,而影响混凝土的性能有诸多因素,如混凝土的用水量、水灰比、含沙率、水泥品种、骨料条件、外加剂等都会对混凝土的性能有一定的影响。目前,绝大数搅拌站仍然使用落后的设备和方法,在配比过程中完全依赖于经验来实施,无法根据对象需求进行定量的配比控制,这样会造成资源的浪费,混凝土质量不高等一系列问题。本文针对混凝土的沙石材料在搅拌仓内搅拌均匀后,通过CCD摄像机获取沙石图像,基于MATLAB仿真平台,运用数字图像处理技术,并对沙石图像采用改进的二维Otsu阈值分割与区域生长相结合的算法进行分割,实现混凝土沙石图像中孔隙的分割和统计孔隙率等功能。本文完成的主要工作如下:(1)确定混凝土沙石材料孔隙率检测的研究方案,采用数字图像处理技术对混凝土沙石材料中的孔隙进行分析。考虑到现场环境,选取CCD摄像机拍摄采集图像,选取张正友标定法作为图像标定方法。针对图像处理方案进行分析,确定图像预处理以及分割方案。(2)运用图像处理技术,对采集到的沙石图像进行预处理。首先做灰度图像处理,然后分析并比较均值滤波、中值滤波和梯度倒数加权法等滤波方法的效果,发现中值滤波效果最为理想;再对图像进行均衡化,增强图像对比度;在阈值二值化处理过程中,采用迭代式阈值分割和最大类间方差两种方法,并对比处理效果;最后采取区域填充对二值化后的图像进行优化。(3)将改进二维Otsu阈值分割算法与区域生长算法结合,对混凝土沙石材料图像进行分割。首先用改进的二维Otsu阈值分割算法对预处理后的图像完成初始分割,然后对二值化图像进行种子点选取,按照生长准则将具有同质性的像素区域集合起来生长出更大的区域,重复迭代上一过程,完成最终分割。(4)通过摄像机模型,采用张正友标定法获取相机内外参数,然后通过相机坐标系与世界坐标系之间的关系进行换算,得到图像与实际孔隙的比例关系。再根据分割结果求取孔隙率,并对孔隙的特征参数进行分析。通过对本课题的研究,实现了基于图像处理的改进二维Otsu阈值分割与区域生长相结合的算法对混凝土沙石图像进行分割,能够实时获取沙石图像孔隙率信息。将本课题提出的方法经大量实验修正完善后应用于实际生产中,将会使得混凝土的生产工作效率和性能得到了极大的提高,用户的经济效益和社会效益也相应的提高。