基于前视钻孔图像的特征提取分类及全景图合成研究

摘要

地质勘探是地质工程前的必备过程，随着相关技术的发展，利用前视钻孔摄像技术获取钻孔孔壁图像进行地质分析已成为地质勘探中一项非常重要的技术。当前对前视钻孔图像的分析处理主要存在两方面问题，一方面，大量的钻孔图像分析分类工作给技术人员带来了较大的挑战；另一方面，前视钻孔图像难以合成孔壁平面全景图，限制了分析水平。利用数字图像处理及模式识别相关技术代替人工完成分类以及合成孔壁全景图，对于提高地质分析水平，拓展前视钻孔摄像的应用范围具有重要意义。本文以前视钻孔图像为研究对象，研究了前视钻孔图像的特征提取分类与全景图合成技术。
　　在前视钻孔图像的特征提取和分类技术方面，本文以传统的特征提取方法为切入点，介绍了常用的特征提取方法，并分析了其存在的不足，重点介绍了Contourlet变换以及非下采样Contourlet变换的基本原理及特点，以及其在自然纹理特征上的表述优势，通过提取非下采样Contourlet变换子带系数的统计特征结合钻孔图像的Hu不变矩特征，再利用方差统计进行特征选择，构成特征向量，最后利用BP神经网络进行分类实验验证，得到了比较满意的实验结果。
　　在前视钻孔图像全景图合成技术方面，本文分析了前视钻孔成像与数字光学成像的基本原理及成像特点，确定了前视钻孔图像合成孔壁全景图的可行性，经过圆心定位、环形区域展开和图像匹配拼接等关键技术的研究，得到了良好的钻孔孔壁平面全景图，为后续的地质分析奠定了基础。
　　本文提出的算法均在Matlab平台进行了验证，得到了比较满意的结果，证明了算法的可行性。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究的主要内容

2 图像处理及模式识别概述

2.1 图像处理基本概念

2.2 模式识别基本概念

2.3 本章小结

3 基于前视钻孔图像的特征提取及分类研究

3.1 Contourlet变换基本理论

3.2 基于非下采样Contourlet变换和Hu不变矩的特征提取方法

3.3 实验与分析

3.4 本章小结

4 基于前视钻孔图像的全景图合成研究

4.1 前视钻孔图像的采集

4.2 前视钻孔图像展开

4.3 图像匹配拼接

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间的主要成果

致谢