專利名稱：一種管道內壁全景圖顯示與缺陷定位方法
技術領域：
本發明涉及一種對從自聚焦透鏡陣列獲取的圖像處理與信息融合方法，特別涉及一種管道內壁全景圖顯示與缺陷定位方法。
背景技術：
在很多情況下常需要對管道內壁的輪廓形貌、尺寸、內壁缺陷等進行檢測，有時還需要對某些器件內壁的連續性、完整性、安全性進行總體的評價，以判斷是否符合功能要求。專利號為201010207380. 8中所描述的裝置主要是實現用自聚焦透鏡陣列作物鏡，光錐作傳像器件，在側向同時放置多個物鏡；用光錐將多個影像引至一片成像傳感器；光源采用環自聚焦透鏡光纖束的方案，建立側向多鏡頭成像系統，用于獲取內壁影像。針對專利號為201010207380.8目前還沒有一種現成的處理方法，原因是由于從自聚焦透鏡陣列獲取的內壁圖像，在不同方位之間圖像有重疊，要形成完整的內壁全景展開圖，需要對圖像進行縮放、旋轉、平移等配準方法后才能進行拼接，拼接后還需要和管道位置信息、方位信息以及內壁缺陷等解釋信息關聯起來，這樣才能形成內壁的全景展開解釋圖。本專利是對專利號為201010207380. 8的專利獲取的圖像進行的處理和分析，以便獲取被檢測管道內壁的真實狀態。查閱了相關的專利和文獻，還沒有針對這樣一個針對自聚焦透鏡陣列獲取的圖像的融合和內壁圖像的顯示方法。

發明內容
為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種管道內壁全景圖顯示與缺陷定位方法，可以自動對從自聚焦透鏡陣列獲取的圖像進行融合，為管道維修提供了定位手段。為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的一種管道內壁全景圖顯示與缺陷定位方法，其特征在于，包括如下的步驟步驟一對從自聚焦透鏡陣列獲取的內壁各個方位的有重疊圖像進行平移配準；步驟二 對從自聚焦透鏡陣列獲取的內壁各個方位的有重疊圖像進行縮放和旋轉配準；步驟三對從自聚焦透鏡陣列獲取的內壁各個方位的有重疊圖像進行拼接和融合，形成管道內壁的全景展開圖；步驟四建立管道內壁的GIS地圖；步驟五對管道內壁的全景展開圖、GIS地圖以及內壁形態解釋信息進行融合，形成一幅和管道長度、缺陷所在的內壁方位有關的全景展開圖，直觀顯示內壁的各種缺陷。所述步驟一中獲取圖像的平移量(X。，y0)的方法如下A、讀入兩幅灰度圖像1丨。B、分別對圖像I1和I2作傅里葉變換，即A=fft (I1) B=fft (I2)
C、求兩幅圖像的互功率譜
權利要求
1.一種管道內壁全景圖顯示與缺陷定位方法，其特征在于，包括如下的步驟 步驟一對從自聚焦透鏡陣列獲取的內壁各個方位的有重疊圖像進行平移配準； 步驟二 對從自聚焦透鏡陣列獲取的內壁各個方位的有重疊圖像進行縮放和旋轉配準； 步驟三對從自聚焦透鏡陣列獲取的內壁各個方位的有重疊圖像進行拼接和融合，形成管道內壁的全景展開圖； 步驟四建立管道內壁的GIS地圖； 步驟五對管道內壁的全景展開圖、GIS地圖以及內壁形態解釋信息進行融合，形成一幅和管道長度、缺陷所在的內壁方位有關的全景展開圖，直觀顯示內壁的各種缺陷。
2.根據權利要求1所述的一種管道內壁全景圖顯示與缺陷定位方法，其特征在于所述步驟一中獲取圖像的平移量( , y。)的方法如下 A、讀入兩幅灰度圖像I1和I2； B、分別對圖像I1和I2作傅里葉變換，即 A=fft (I1) B=fft (I2)； C、求兩幅圖像的互功率譜
3.根據權利要求1所述的一種管道內壁全景圖顯示與缺陷定位方法，其特征在于所述步驟二中獲取圖像的縮放尺度和旋轉角度的方法如下 設f\(x，y)和40^)是兩個圖像信號，f2(x，y)是由AUy)以\為參數進行縮放后逆時針旋轉Qtl得到的圖像，它們滿足
4.根據權利要求1所述的一種管道內壁全景圖顯示與缺陷定位方法，其特征在于所述步驟三圖像的拼接和融合的方法如下 對圖像執行平移、旋轉和縮放等配準和拼接操作后，采用像素最大值法對不同方位的圖像進行融合以消除邊界的縫隙；選像素灰度的最大值進行圖像融合，具體方法如下 在進行圖像融合時，采用基于像素最大值的方法。兩幅參加融合的圖像分別為A，B，圖像大小均為mXn，，融合圖像為f，則針對原圖像A，B的像素灰度值選最大值進行圖像融合，其表達式為 f (m, n) =max {A (m, n), B (m, n)} 其中m，n分別為圖像中像素的行號和列號，在融合處理時，比較原圖像A，B中對應位置(m，n)處像素值的大小，以其中灰度值大的像素作為融合圖像F在位置(m，n)處的像素；經過上述步驟形成一幅和管道長度、缺陷所在的內壁方位有關的全景展開圖，以直觀顯示內壁的各種缺陷。
5.根據權利要求1所述的一種管道內壁全景圖顯示與缺陷定位方法，其特征在于所述步驟四中的建立管道內壁的GIS地圖的具體方法如下 首先采用Mapinfo軟件形成內壁的GIS地圖控件，建立GIS地圖時需要首先定義好GIS管道的空間坐標，然后描繪GIS管道的三維GIS地圖，最后形成GST格式的文件。
6.根據權利要求1所述的一種管道內壁全景圖顯示與缺陷定位方法，其特征在于所述步驟五中的管道內壁的全景展開圖、GIS地圖以及內壁形態解釋信息的融合方法如下 首先在LabVIEW軟件下調用步驟四設計的地圖控件，然后在LabVIEW的前面板中給地圖控件對象創建“屬性節點”，并調用屬性節點，最終形成一個可視化的軟件，對于缺陷則根據其幾何參數進行識別，識別出來的缺陷的具體形態顯示在GIS地圖上。
全文摘要
一種管道內壁全景圖顯示與缺陷定位方法，步驟一對從自聚焦透鏡陣列獲取的內壁各個方位的有重疊圖像進行平移配準；步驟二對從自聚焦透鏡陣列獲取的內壁各個方位的有重疊圖像進行縮放和旋轉配準；步驟三對從自聚焦透鏡陣列獲取的內壁各個方位的有重疊圖像進行拼接和融合，形成管道內壁的全景展開圖；步驟四建立管道內壁的GIS地圖；步驟五對管道內壁的全景展開圖、GIS地圖以及內壁形態解釋信息進行融合，形成一幅和管道長度、缺陷所在的內壁方位有關的全景展開圖，直觀顯示內壁的各種缺陷，本發明與現有的圖像處理與內壁顯示方法相比，算法簡單，內壁圖像以地圖的形式直觀顯示，方便定位缺陷的位置。
文檔編號G01N21/954GK103063684SQ20121055654
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者賈惠芹, 李周利, 張茹 申請人:西安石油大學