[發明專利]一種適用于超聲成像測井的圖像裂縫實時提取方法

有效

• 申請號: 202011537010.0
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112581456B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 張偉;李焱駿;師奕兵;吳桐;羅欣怡;李志鵬
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/194;G06N3/006;E21B47/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種適用于超聲成像測井的圖像裂縫實時提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、利用Otsu分割算法對原始的超聲測井圖像G進行初步閾值分割；

(1.1)、計算圖像G的類間方差

μ_T為圖像G的灰度均值，ω(d)為灰度級為為0到d的像素被分到裂縫區G₁的概率，μ(d)是灰度級為0到d的像素的灰度均值；

(1.2)、求取一個最佳分割閾值T^*使得裂縫區G₁與背景區G₂的信息熵之和最大；

(1.3)、將圖像G的所有像素點按照閾值T^*進行分割，將小于閾值的像素點歸為裂縫區G₁，對應的灰度值設為0，剩余的像素點歸為背景區G₂，對應的灰度值設為1；

(1.4)、利用序號法將裂縫區G₁化為可行柵格，將背景區G₂化為不可行柵格，從而生成二值圖像所對應的柵格集，作為搜索空間；

(2)、通過基線y₀的位置在搜索空間中確定目標搜索區域G_s；

(2.1)、確定基線位置；通過在裂縫曲線y＝Asin(ωx+β)+y₀上尋找點對s₁＝(x₁,y₁)和s₂＝(x₂,y₂)，以滿足x₁-x₂＝T/2，其中，A為裂縫曲線的幅值，β為初相位，π為角速度，y₀為基線位置，T為裂縫曲線的周期；

那么滿足這樣的點對的中點s₀＝(x₀,y₀)必落在基線y₀上，然后利用投票累加機制，統計所有中點的縱坐標信息，從而確定基線y₀的位置；

(2.2)、將基線y₀所在區域裁切下來，得到目標搜索區域G_s；

(3)、劃分目標搜索區域G_s；

將目標搜索區域G_s沿縱向劃分為L個不同的區域，在劃分過程中保證每個子區域G_sl內的裂縫區域依然是左右貫通，其中，l＝1,2,…,L；

(4)、利用蟻群算法同時對每個子區域G_sl進行路徑搜索，完成圖像裂縫實時提取；

(4.1)、設蟻群螞蟻數量為K；第l個子區域內的像素點數量為n；第l個子區域內任意兩個像素點與之間的距離為且i≠j；第l個子區域內任意兩個像素點與之間的初始信息素濃度為在t時刻第l個子區域內任意兩個像素點與之間的信息素濃度為隨機選擇第l個子區域中左右兩邊各一個像素點與作為路徑搜索的起點和終點；

(4.2)、在t時刻計算螞蟻k在第l個子區域內從像素點轉移到像素點的轉移概率

其中，表示在第l個子區域內當前時刻t從像素點轉移到像素點的期望程度；allow_k為螞蟻k待搜索的像素點集合，r表示allow_k中任意一個像素點；a為信息素重要程度因子；b為啟發函數重要程度因子；

(4.3)、通過輪盤賭選擇法，在第l個子區域內螞蟻k從起點開始按照轉移概率大小前往下一個像素點，直至走到終點然后更新各個已經遍歷的像素點之間的信息素濃度

其中，ρ為信息素的揮發率，為螞蟻k在第l個子區域內從像素點到像素點的信息素濃度，為所有螞蟻在第l個子區域內從像素點到像素點的累積信息素濃度，Q為常數；

(4.4)、當迭代次數達到最大值時，路徑搜索結束，每個子區域G_sl都得到具體的裂縫搜索路徑，然后再將已得到具體裂縫搜索路徑的各個子區域進行拼接，完成測井圖像的裂縫提取。