[發明專利]一種巖石薄片單偏光和正交偏光圖像拼接方法

在審

• 申請號: 201910627010.0
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN112215786A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 蘇桂芬;劉鳳民;何海波;潘代玉
• 申請（專利權）人: 自然資源實物地質資料中心;成都西圖科技有限公司
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T3/40
• 代理公司: 北京勁創知識產權代理事務所(普通合伙) 11589
• 代理人: 王闖

本發明公開了一種單偏光和正交偏光巖石薄片圖的拼接優化方法，該方法利用拍攝微觀薄片序列圖時載物臺移動的規律性，在拼接過程中，對特征點較少的圖片的單應性矩陣進行單獨的計算，再對圖片的融合位置進行檢查修正，改進圖片拼接時存在的某些特征點較少的圖片無法拼接或者拼接的完整薄片的出現錯位的問題。同時，由于同一薄片的單偏光圖和正交偏光序列圖的拍攝方式相同，使用單偏光圖的位置矩陣信息指導正交偏光圖的拼接，從而大大減少了正交偏光圖拼接所需時間。

技術領域

本發明涉及一種巖石薄片的單偏光和正交偏光圖的拼接優化方法，屬于圖像拼接領域。

背景技術

在石油地質部門，為了保存巖石的數據信息，通常將巖石制成巖石薄片，而巖石薄片容易破碎，且易受到風化、腐蝕等因素影響而損壞其原始的巖石形態和組構。顯微鏡作為應用廣泛的光學儀器，能將肉眼不能分辨的微小物體放大，方便人們觀察物體的微觀結構特征，在顯微鏡下可以觀察到巖石薄片的微觀形態和結構，如在偏光顯微鏡下觀察巖石薄片的光學特性，可以對巖石進行類別鑒定，在熒光顯微鏡下觀察巖石薄片可以進行礦物的含油、含水分析。因此可以通過專業的圖像采集設備獲取顯微鏡下觀察的巖石薄片圖像，形成完整的巖石薄片圖像資料，有助于保存原始巖石薄片的信息，對于巖石薄片的后期研究具有重要意義。

序列圖的采集采用全自動顯微圖像采集系統，全自動顯微圖像采集系統在硬件上要求用計算機自動控制載物臺x、y、z三軸，用于連續采集序列圖像，也可以通過加入偏振片的方式改變光路，獲得同一視域下不同角度的正交偏光圖像。但是由于顯微鏡自身成像特性、相機靶面等因素的限制，采集的單幅圖像往往只能反映整張薄片的部分視域信息，無法觀察到整張薄片的全部概貌。因此需要通過移動載物臺來連續采集一張薄片的多個視場，形成序列圖像，然后采用圖像拼接技術得到高分辨率的全薄片圖像。

在顯微圖像的采集過程中，一張巖石薄片若在5倍的物鏡的顯微鏡下拍攝，通常需要拍攝幾十到幾百張的圖片不等，然后再將其拼接成完整的巖石薄片圖。在圖片采集時，通常需要采集巖石薄片的單偏光和正交偏光序列圖，在序列圖的采集過程中，若拍攝的初始位置設置在左上角和最終位置設置在右下角，然后通過初始設置確定拍攝圖片的行數m和列數n，確定行列數后，載物臺從左到右移動，拍攝第一行的n張圖片，然后移動到第二行，從右到左移動，拍攝第二行的n張圖片，以此類推，奇數行載物臺從左到右移動，偶數行從右到左移動，直至整張薄片都拍攝完成，然后切換到正交偏光，載物臺移動到拍攝初始位置，以同樣的移動路徑拍攝正交偏光序列圖，若拍攝的初始位置設置在右下角，則移動方向相反。在某些視域內沒有任何特征物體時，拍攝得到圖像可能會出現“全白”或者“全黑”(正交偏光情況下)，傳統的基于圖像特征點的拼接方法無法捕獲足夠的特征點，也就無法計算圖像間的單應矩陣，導致全薄片圖像無法正常拼接。

發明內容

本發明的目的是提供一種修正巖石薄片單片光和正交偏光序列圖由于特征點較少而無法拼接或拼接錯位的方法。

本發明通過以下技術方法來實現上述目的：

1、一種巖石薄片的單偏光和正交偏光圖拼接的優化方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)計算所有待拼接的單偏光圖片的特征點數目，計算相鄰圖片的匹配點數目，用RANSAC算法剔除部分誤匹配點，對匹配點數目小于4的圖片進行標記；

(2)統計所有單偏光圖片的單應矩陣坐標值，對被標記的圖片的單應矩陣進行計算賦值；

(3)通過單應矩陣計算單偏光圖片的位置矩陣信息，對計算出的位置矩陣信息進行檢查；

(4)通過位置差值，對錯誤的位置矩陣信息進行修正；

(5)將修正后的正確的位置矩陣信息保存；

(6)使用位置矩陣信息指導單偏光圖片進行圖像融合；

(7)將步驟(5)中保存的位置矩陣信息讀入，用于同一薄片的正交偏光圖的融合計算。