一种视频测井图像畸变校正方法

Ｊ ａ ｎ ．２ ０１ ３
Ｖｏ １ ． ２ ８ Ｎｏ ．１
文 章编 号 ： １ ６ ７ ３ － ０ ６ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ １ － ０ １ ０ ６ － ０ ５
一
种 视频 测 井 图像 畸变 校 正 方 法
胡 宏涛 ， 张静 娜 ， 李周利
（ １ ． 西安石油大学 计算 机学院 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ６ ５ ； ２ ． 西安石油大学 电子工程学院 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ６ ５ ）
次多项式近似表示． 因此 ， 该变换函数的形式可以显
式地 表示 为
ｔ
ｆ ｘ＝∑ ∑ ａ ｊ ｉ “ ；
ｉ ｏ ０
图 ２ 各 单 镜 头 在 ＣＣ Ｄ传 感 器 上 的 成 像 关 系 图
Ｆｉ ｇ． ２ Ｌｏ ｃ ａｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ａ ｒ ｔ ｏ ｆ ｅ ａ ｃ ｈ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｌ ｅ ｎ ｓ ｏ ｎ ｉ ｍａ ｇ ｉ ｎ ｇ ｐ ｌ ａ ｎ ｅ
Ｃ Ｃ Ｄ ／ Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ 传感器成像平面上 ， 如图 ２所示 ， 其 中：
Ａ为 ９ ０ 。 弯曲光锥 ， 可 以将 井 壁 影 像 做 ９ ０ 。 翻转 ； Ｂ 为 光锥 固定 板 ， 同 时也 是 Ｃ Ｃ Ｄ ／ Ｃ ＭＯ Ｓ成 像 平 面 ， 中 心 圆形 区域为井 轴 方 向 的影 像 区 ， 其 他 ８个 为侧 向
固 定板 光 源 板
１ 侧 向多镜 头测 井装 置 获 取 图像 原 理
侧 向多镜 头视频 测井 获取 图像 系统采用 了 自聚 焦透镜 作 为测井 成 像 系统 的物 镜 ． 自聚焦 透 镜 具 有 尺寸 小 、 超 短焦距 、 适 合短距 离工 作 以及相对 景深 大 等成像 特 点 ， 该测 井 成 像 系统 沿 径 向安 排 ８个 自聚 焦镜 头 ， 沿井 轴 方 向安装 一个 镜 头 （ 用 来 观 察 井 底） ， 用特殊 的 中继 透 镜将 多 个 影 像 引 至 一 片 成 像 传感器 ， 形 成一 副 图像 ， 再 将 其 传输 至 地 面 ． 光 源 采
胡宏涛 等 ： 一种视频测井 图像 畸变校正方法
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方位 的影像 区 ． 这 些 影 像 通 过 中继 透镜 从 前 端 的成 像透 镜 传输 而来 ． 其中ｈ （ ， ） 与ｈ ： （ ， ） 为 变换 函数 ， 可 以用 二元
用环 自聚焦 透镜 光纤 束 的方 案 ， 为 充分 利 用 介 质 的
光谱特性 ， 采用两种以上波长光源 ， 通过一个光开关
来控制 光 源 的切 换 ． 侧 向多 镜 头 视 频 测 井 装 置 如
图１ 所示 ．
型、 透视变换模型以及基于最小二乘影响匹配等算 法． 在 侧 向多镜 头视频 测井 成像 系统 中 ， 由于采集 的 图像 中像点到光轴的理想距离与物点到光轴的距离 偏离 了理想 值 ¨ ， 这才 使 得像 素 发 生错 位 导 致 图像 畸形． 因此 ， 在进行图像分析前必须对其进行畸变校 正， 才 能得 到准 确 的图像 资料 ．
图 １ 侧 向 多 镜 头视 频 测 井装 置 全 图
Ｆｉ ｇ ． １ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｇ ｒ ｏ ｕｎ ｄ ｖ ｉ ｄ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｇ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
每个 单Leabharlann Baidu 头所 获 取 的 图像 经 过 中 继 透 镜 引 至
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ － ０ ７ — １ ９
基金项 目：国家 自然科学基金项 目“ 测 向多镜头多波长视频测井方法研究” （ 编号 ： ６ ０ ８ ７ ７ ０ １ １ ）
作者 简介：胡宏涛（ １ ９ ６ ５ 一 ） ， 男， 副教 授 ， 主要从事管理信息系统及计算机网络应用研究． Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｈ ｕ ｈ ｏ ｎ ｇ ｔ ａ ｌ ＠ｘ ｓ ｙ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｍ
２ ０ １ ３年 １ 月 第２ ８卷第 １期
西安石油大学学报（ 自然科学版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｘ ｉ ａ ｌ ｌ Ｓ ｈ ｉ ｙ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
关键词： 视频成像测井； 图像畸变； 坐标变换 ； 双线性插值
中图分 类号 ： Ｔ Ｅ ９ ２ ８ ； Ｔ Ｐ ３ ９ １ 文 献标识 码 ： Ａ
在 以 自聚焦 透镜 为核心 器件 的侧 向多镜 头视频 测井成 像 系统 中 ， 由于井 下 的前 端 光学 系 统 自身结 构特征 以及井壁 与成像 装置 三维 空间 相对位 置等 因 素 的影响 ， 其获取 的 图像 中像 素 之 间 的空 间关 系 发 生 了变化 ， 图像 出现 了几 何 畸 变 或像 差 等 现 象 ． 目 前， 图像 的畸变校 正方 法有 许多 ， 例如基 于摄 像机模
摘要 ： 根 据侧 向 多镜 头视 频 测井装 置获取 图像 的原 理 ， 提 出了基 于空 间坐标 变换 的图像 畸 变校 ａ Ｙ － ． 方
法． 该 方 法首先通 过畸 变 图像 与校 正 图像 之 间控 制 点对 的映射 关 系建立 几何 畸 变模 型 ， 其 次根 据 多
项式拟合公式实现畸变图像的校正， 最后通过双线性插值算法对图像进行灰度重建． 通过采用直接 和间接 两种空间坐标变换方法对畸变图像进行仿真校正处理 ， 结果表明， 间接法校正图像的准确度 高， 像 素过度 平 滑 ， 满足 了测 井 图像 的精 度要 求．
１ 【 一 Ｙ＝∑ ∑ｂ ｉ ｊ ｕ ｉ ．
ｉ ＝ｏ ｉ ＝ｏ
（ ２ ）
侧向多镜头视频测井装置所采集 的图像 中， 其