檢測井壁圖像上平面地質(zhì)特征的改進(jìn)霍夫變換

1、檢測井壁圖像上平面地質(zhì)特征的改進(jìn)霍夫變換摘要：為實(shí)現(xiàn)井壁圖像上平面地質(zhì)特征的自動提取，研究了圖像中單周期正弦曲線的檢測方法。提出一種改進(jìn)的霍夫變換，該方法基于正弦曲線上的三個(gè)相關(guān)聯(lián)點(diǎn)在二維累加器中進(jìn)展投票，從而確定相位與基線深度；然后在一維累加器中投票，確定振幅。對模擬圖像及井壁圖像進(jìn)展了處理，并與傳統(tǒng)霍夫變換、快速霍夫變換進(jìn)展了比照。結(jié)果說明，該方法不僅進(jìn)步了檢測速度，而且具有較高的準(zhǔn)確率。關(guān)鍵詞：霍夫變換；正弦曲線；成像測井；自動檢測；裂縫中圖分類號： TP391 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A英文摘要Abstract：For the implementation of automatically ext

2、racting planar geologic features in borehole images， the methods of detecting single cycle sinusoidal curves in images were studied. An improved Hough transform were proposed. The proposed method voted in the twodimensional accumulator based on three related points in the sinusoidal curve， to determ

3、ine the phase and baseline depth. Then vote was performed in onedimensional accumulator， to determine the amplitude. The simulated images and borehole images were processed. The proposed method was compared with the traditional Hough transform and fast Hough transform. The results show that the prop

4、osed method not only improves the detection efficiency， but also has high accuracy.英文關(guān)鍵詞Key words：Hough transform； sinusoidal curve； imaging logs； automatic detection； fracture0 引言1 方法原理1.1 霍夫變換霍夫變換通過將圖像空間映射到霍夫空間的方式有目的地檢測圖像中的曲線，其對于圖像中的噪聲點(diǎn)不敏感，具有較強(qiáng)的魯棒性?；舴蚩臻g又稱為參數(shù)空間，其坐標(biāo)軸即為目的曲線的未知參數(shù)。在映射的過程中，圖像空間中同屬于一條曲線的

5、多個(gè)點(diǎn)將在霍夫空間中轉(zhuǎn)換為多條相交的曲線，其交點(diǎn)的坐標(biāo)就對應(yīng)著圖像空間中曲線的參數(shù)。在實(shí)際操作中，設(shè)定霍夫空間為一個(gè)累加器，讓映射產(chǎn)生的曲線各點(diǎn)根據(jù)坐標(biāo)進(jìn)展投票。當(dāng)投票完畢，高計(jì)數(shù)值的坐標(biāo)就代表著各曲線的交點(diǎn)，也就是霍夫變換求解出的曲線參數(shù)值。改進(jìn)霍夫變換單周期正弦曲線檢測算法如下。1正弦曲線基線位置及相位的求取過程：步驟1 將圖像等分為左右兩個(gè)區(qū)域。步驟2 設(shè)置一個(gè)二維累加器數(shù)組，其各元素初始化為0，橫坐標(biāo)為相位，縱坐標(biāo)為基線深度。步驟3 對圖像左區(qū)域進(jìn)展逐點(diǎn)檢測，檢測到目的點(diǎn)P1后執(zhí)行步驟4，左區(qū)域所有像素點(diǎn)被訪問后跳至步驟7。步驟5 在配對點(diǎn)之間的區(qū)域內(nèi)尋找P1點(diǎn)的1/4周期點(diǎn)P3，對三

6、個(gè)似關(guān)聯(lián)點(diǎn)執(zhí)行步驟6，無P3點(diǎn)那么返回步驟4。步驟7 尋找二維累加器的峰值位置，其所對應(yīng)的橫縱坐標(biāo)即檢測出的正弦曲線的基線位置y0及相位。2正弦曲線振幅的求取過程：步驟1 對于基線位置y0及相位的正弦曲線，設(shè)置可能的最大振幅Amax。步驟2 根據(jù)Amax設(shè)置一個(gè)一維累加器數(shù)組，其各元素初始化為0，縱坐標(biāo)為振幅。步驟3 在圖像y0-Amax，y0+Amax范圍內(nèi)檢測目的點(diǎn)，根據(jù)式8逐點(diǎn)計(jì)算振幅，并在一維累加器內(nèi)投票，直到區(qū)域內(nèi)所有的點(diǎn)被訪問。步驟4 尋找一維累加器的峰值位置，即對應(yīng)著正弦曲線的振幅值。3 結(jié)果與分析3.1 模擬實(shí)驗(yàn)分析由于本文方法在檢測正弦曲線時(shí)需要尋找三個(gè)相關(guān)聯(lián)點(diǎn)，而三個(gè)點(diǎn)之間

7、要滿足一定的間隔，所以當(dāng)曲線缺失時(shí)會極大地影響檢測結(jié)果；假設(shè)曲線剛好缺失了半個(gè)周期，那么無法對曲線上的點(diǎn)進(jìn)展關(guān)聯(lián)，該方法將檢測不到正弦曲線。3.2 方法比照分析模擬單條正弦曲線，利用傳統(tǒng)霍夫變換、文獻(xiàn)4的快速霍夫變換及本文方法分別提取曲線的特征參數(shù)，計(jì)算耗時(shí)見表2。3.3 實(shí)際應(yīng)用4 結(jié)語本文提出了一種檢測單周期正弦曲線的改進(jìn)霍夫變換。該方法不僅檢測效率高，抗干擾才能強(qiáng)，不易產(chǎn)生偽基線，而且可以快速檢測基線重疊的多條正弦曲線，可用于井壁圖像上平面地質(zhì)特征的檢測。該方法的缺乏在于當(dāng)曲線點(diǎn)缺失時(shí)檢測才能下降，當(dāng)曲線僅剩連續(xù)的半個(gè)周期時(shí)將不再具有檢測才能。如何檢測不完好的單周期正弦曲線是下一步研究的方向。參考文獻(xiàn)：3GLOSSOP K， LISBOA P J G， RUSSELL P C， et al. An implementation of the Hough transformation for the identification and labelling of fixed period sinusoidal