试析全孔壁图像采集和处理技术研究与应用

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1、重庆大学硕士学位论文全孔壁图像采集和处理技术研究与应用姓名：杨鹏申请学位级别：硕士专业：计算机软件与理论指导教师：王成良2010-04重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要随着科学技术的不断进步，地质勘测的方法和手段也在不断推陈出新，其中采用钻井后数字摄像技术获取具有真实感的全孔壁图像进行地质分析已成为地质勘测的重要方法之一。目前，全景钻孔摄像技术在地质勘测中的应用越来越多地被人关注，但已有的全孔壁图像获取方法存在设备成本高、过程较繁琐或图像拼接效果不理想等不足。本文基于钻孔测井的方法和全孔壁图像成像技术的特点，以钻孔孔壁为研究对象，通过控制测井深度，对井下孔壁四周360度的柱面空间投影到像面上得到

2、环形图像，并对其进行展开、配准、融合等操作来获得具有真实感的全孔壁图像。针对传统算法确定全孔壁图像圆心存在较大偏差和图像拼接时有明显拼接痕迹，本文运用改进的链队列式种子填充算法准确识别出全孔壁图像的圆心后，采用改进的差值图像匹配算法和贝塞尔曲线逐步逼近算法对图像进行拼接，实现图像间的平滑过渡，使之无明显拼接痕迹。本文主要完成了以下工作：①对全孔壁图像采集和生成技术的研究背景、国内外研究现状、实际应用意义以及图像处理的理论基础进行了阐述和分析，并对全孔壁图像采集所需的硬件设备、关键技术和钻孔摄像系统的成像原理进行了说明。②针对传统方法在全孔壁图像展开时产生的偏差较大，本文运用改进的链队列式种子填

3、充算法确定出全孔壁图像的圆心和半径方向，采用指北针方位角识别算法准确识别出指北针所在的方向，最后采用图像展开算法对全孔壁图像沿着顺时针方向进行展开。③针对当前获取全孔壁图像时有明显的拼接痕迹、拼接效果不理想等不足，本文运用中值滤波算法对全孔壁图像进行噪声过滤，采用加权平均算法对图像亮度进行调整，然后运用改进的差值图像匹配算法找出相邻两幅图像的重叠度，再采用块匹配算法和网格匹配算法对图像进行配准，最后采用贝塞尔曲线的逐步逼近原理对图像进行融合处理，实现了图像间的平滑过渡。④基于本文所提出的方法设计和实现了全孔壁图像采集系统，并在地质仪器厂进行了实际的测试，目前已应用在实际工程的勘测中。实际地质勘

4、测应用表明，本文提出的图像拼接技术简单、处理灵活、高效，所获取的全孔壁图像具有理想的效果，在地质勘测领域具有重要的理论意义和工程价值。关键词：全孔壁图像，图像展开，图像拼接，图像配准，图像融合I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTWiththecontinuousprogressofscienceandtechnology,themethodsandmeansforgeologicalexplorationchangeconstantly,duringthisprocess,usingboreholedigitalcameratechniquetoobtaintherealisticp

5、anoramaimageoftheBoreholewallhasbecomeoneofthemajorwaystoconductgeologicalanalysisingeologicalanalysis.Currently,anincreasingnumberofresearchersbegintopayattentiontotheapplicationofpanoramiccameratechnologyingeologicalexploration,however,theexistingmethodsofgettingBoreholewallimagehavesomeshortcomin

6、gssuchashighcostoftheequipment,complexprocess,unsatisfactoryresultofimagesplicing,etc.Basedonthemethodsofdrillingholeloggingandthetechnologyofimageformationforboreholewall,takendrillholewallastheresearchobject,bycontrollingthewelldepthandprojectingthe360-degreecylindricalspaceofholewallunderthewello

7、ntoplane,wecangettheringimagesofholewall,thenunfold,registrationandfusiontheimagestoacquiretherealisticimageoftheboreholewall.Aimingatthattherearelargedeviationfordeterminingcirclecenterofboreholewall