一種提高巖屑圖像成像質量的方法
2023-06-15 15:52:51
一種提高巖屑圖像成像質量的方法
【專利摘要】本發明公開了一種提高巖屑圖像成像質量的方法，包括以下步驟：圖像採集：根據巖屑樣本表面的不同高低跨度，通過調整每次拍攝的焦點平面，獲取不同景深的樣本清晰圖像；圖像配準：將多個不同景深的樣本清晰圖像進行配準；圖像融合：將配準後多個不同景深的樣本清晰圖像進行拼接，從而融合為整個視域下的清晰圖像。本發明針對傳統巖屑圖像分析所存在的圖像清晰度不足的問題，採用多聚焦圖像採集，將不同景深圖像進行圖像配準和圖像融合，得到整個視域下的清晰圖像，從而給採樣得到的巖屑樣本分析、鑑定巖屑巖性以及分析油氣含量等後期工作提供精確的巖屑圖像，顯著提提升了巖屑巖性的識別精確度。
【專利說明】一種提高巖屑圖像成像質量的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種提高巖屑圖像成像質量的方法，尤其涉及一種通過採集多個不同景深巖屑圖像並進行配準、融合而提高巖屑圖像成像質量的方法。
【背景技術】
[0002]傳統的巖屑描述方法主要是在現場靠巖屑描述人員運用「遠觀顏色、近看巖性」方法來描述和分析巖屑，這種方法受人為主觀因素影響較大，且非常依賴於地質專家，錄井效率不高另外，由於巖屑過於細小，給採樣得到的巖屑樣本分析、鑑定巖屑巖性以及分析油氣含量等工作造成很大的困難。
[0003]從21世紀初開始，中國國內一些油田錄井公司與一些大高等校進行合作，開展了細小巖屑的數位化成像研究，先後進行過這方面的初期試驗研究工作。並試製了小型樣機，但各項技術指標都達不到現場錄井要求。在硬體方面，圖像清晰度和解析度達不到地質應用的要求，不能滿足客戶需求，圖像質量直接影響了巖屑顆粒的識別結果；在軟體方面，不注重巖屑圖像的地質智能分析應用功能，影響巖屑巖性的識別結果。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就在於為了解決上述問題而提供一種通過採集多個不同景深巖屑圖像並進行配準、融合而提高巖屑圖像成像質量的方法。
[0005]本發明通過以下技術方案來實現上述目的:
[0006]本發明所述提高巖屑圖像成像質量的方法包括以下步驟:
[0007](1)圖像採集:根據巖屑樣本表面的不同高低跨度，通過調整每次拍攝的焦點平面，獲取不同景深的樣本清晰圖像；
[0008](2)圖像配準:將多個不同景深的樣本清晰圖像進行配準；
[0009](3)圖像融合:將配準後多個不同景深的樣本清晰圖像進行拼接，從而融合為整個視域下的清晰圖像。
[0010]上述步驟中，採集不同景深的樣本清晰圖像是一個重要改進，傳統圖像採集為相同景深的圖像採集，對於表面具有不同高低跨度的巖屑樣本來說，相同景深一定存在局部相對模糊的問題，無論後期怎麼處理，都難以得到足夠高質量的圖像，採集不同景深的樣本清晰圖像再經過圖像配準和融合就能解決這個問題。其中，景深的意思為:在拍攝圖片時，攝影頭完成對焦後，在焦點前後一定範圍內，人眼認為所拍攝的景物在圖片中保持清晰，這個範圍稱之為景深。景深越小拍攝時能清晰呈現的範圍越小；反之，景深越大，則可以同時將前景和背景都拍攝清晰。
[0011]作為優選，所述步驟(2)中的圖像配準包括以下步驟:
[0012]①分別對參考圖像和待配準圖像進行特徵提取；
[0013]②將提取到的參考圖像特徵和待配準圖像特徵進行匹配；
[0014]③選擇最優匹配對；[0015]④計算最優匹配對的參數；
[0016]⑤將多個待配準圖像進行精準匹配，完成圖像配準。
[0017]進一步，所述步驟④中，結合細菌覓食算法和粒子群優化算法計算最優匹配對的參數；所述步驟⑤中，首先對多個待配準圖像採用canny邊緣提取進行預處理，然後對邊緣圖像進行金字塔分解，最後對分解的邊緣圖像進行圖像匹配。
[0018]作為優選，所述步驟(3)中的圖像融合採用多層NSCT分解，包括以下步驟:
[0019]①用非抽樣金字塔濾波器將原始圖像分解成低頻子帶和高頻子帶；
[0020]②對得到的高頻子帶運用非抽樣方向濾波器組分解為多方向的子帶，依據所需要的變換分解層數，不斷對上層得到的低頻子帶依次進行非抽樣金字塔濾波器和非抽樣方向濾波器組分解；
[0021]③將不同視域下的多張圖像融合結果根據基於圖像特徵的配準原則進行拼接，得到整個視域下的清晰圖像。
[0022]本發明的有益效果在於:
[0023]本發明針對傳統巖屑圖像分析所存在的圖像清晰度不足的問題，採用多聚焦圖像採集，將不同景深圖像進行圖像配準和圖像融合，得到整個視域下的清晰圖像，從而給採樣得到的巖屑樣本分析、鑑定巖屑巖性以及分析油氣含量等後期工作提供精確的巖屑圖像，顯著提提升了巖屑巖性的識別精確度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是傳統巖性識別的流程圖；
[0025]圖2是本發明所述提高巖屑圖像成像質量的方法應用於巖性識別的流程圖；
[0026]圖3是本發明所述圖像配準的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本發明作進一步說明:
[0028]如圖1所示，傳統巖性識別過程中，首先對巖屑樣本進行同一景深的圖像採集，直接獲得巖屑圖像，然後進行圖像輸出和圖像分割，分割後的圖像作為巖屑識別的標的物。由於巖屑樣本的表面具有不同高低跨度，所以採集相同景深的圖像，一定存在局部相對模糊的問題，無論後期怎麼處理，都難以得到足夠高質量的圖像。
[0029]如圖2所示，本發明所述提高巖屑圖像成像質量的方法應用於巖性識別的流程為:不同景深的圖像採集一對多個圖像進行圖像配準一對多個圖像進行圖像融合一圖像輸出一圖像分割一巖性識別。其中，前三個步驟是重點，也就是本發明所述提高巖屑圖像成像質量的方法，具體包括:
[0030](1)圖像採集:根據巖屑樣本表面的不同高低跨度，通過調整每次拍攝的焦點平面，獲取不同景深的樣本清晰圖像。
[0031]影響景深的有三個要素:鏡頭焦距、拍攝物距和拍攝光圈，景深與鏡頭焦距、拍攝光圈和拍攝物距間的關係公式為:
【權利要求】
1.一種提高巖屑圖像成像質量的方法，其特徵在於:包括以下步驟:(1)圖像採集:根據巖屑樣本表面的不同高低跨度，通過調整每次拍攝的焦點平面，獲取不同景深的樣本清晰圖像；(2)圖像配準:將多個不同景深的樣本清晰圖像進行配準；(3)圖像融合:將配準後多個不同景深的樣本清晰圖像進行拼接，從而融合為整個視域下的清晰圖像。
2.根據權利要求1所述的一種提高巖屑圖像成像質量的方法，其特徵在於:所述步驟(2)中的圖像配準包括以下步驟:①分別對參考圖像和待配準圖像進行特徵提取；②將提取到的參考圖像特徵和待配準圖像特徵進行匹配；③選擇最優匹配對；④計算最優匹配對的參數；⑤將多個待配準圖像進行精準匹配，完成圖像配準。
3.根據權利要求2所述的一種提高巖屑圖像成像質量的方法，其特徵在於:所述步驟④中，結合細菌覓食算法和粒子群優化算法計算最優匹配對的參數。
4.根據權利要求2所述的一種提高巖屑圖像成像質量的方法，其特徵在於:所述步驟⑤中，首先對多個待配準圖像採用canny邊緣提取進行預處理，然後對邊緣圖像進行金字塔分解，最後對分解的邊緣圖像進行圖像匹配。
5.根據權利要求1所述的一種提高巖屑圖像成像質量的方法，其特徵在於:所述步驟(3)中的圖像融合採用多層NSCT分解，包括以下步驟:①用非抽樣金字塔濾波器將原始圖像分解成低頻子帶和高頻子帶；②對得到的高頻子帶運用非抽樣方向濾波器組分解為多方向的子帶，依據所需要的變換分解層數，不斷對上層得到的低頻子帶依次進行非抽樣金字塔濾波器和非抽樣方向濾波器組分解；③將不同視域下的多張圖像融合結果根據基於圖像特徵的配準原則進行拼接，得到整個視域下的清晰圖像。
【文檔編號】H04N5/232GK103679726SQ201310688070
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月16日 優先權日:2013年12月16日
【發明者】寇健, 覃勉, 範豔軍 申請人:成都安健發科技有限公司