微观驱替动态图象分析中的关键算法研究

摘要

石油是一种重要且日渐枯竭的能源.基于岩石孔隙结构模型的微观驱替实验方法是研究石油在各种岩石孔隙中的渗流特性及剩余油分布特征的一种重要手段.该课题组将微观模拟驱替技术与动态图象分析技术相结合,开发成功了微观模拟驱替动态图象分析系统,实现了微观模拟驱替过程中动态图象的摄录及量化分析等功能:实时摄取驱替目标特征的变化过程,并记录序列图象的各种参数;测量、计算摄录序列图象的基本特征参数;图形化特征参数的动态变化规律,并给出包含时间、坐标在内的数学表达式;在微观序列图中检测、跟踪特定孔隙区域的目标油珠的运动,并在宏微观图象中进行运动轨迹的比对描述等.该文作者仅就系统中的部分关键技术及算法展开讨论和深入研究,针对该系统动态图象的特点,通过大量的实验,提出并实现了以下的一些算法或方法:1、提出了一种新的基于统计平均的盲修正背景图象提取方法.该方法不会出现类似N帧统计平均留下的运动阴影,且也不需要人为设定或调整背景图象修正时的各种参数和因子,进而实现背景图象的盲修正;既减少了计算量,也免除了人为的反复干预,具有较高的效率,且获得了很好的背景估计效果.2、提出了基于岩石颗粒特征的图象配准算法.该算法复杂度较低,时效性好;在理论上对待配准图象的分辨率倍率差没有限制;能提供岩石颗粒的特征数据等.3、在综合考虑孔隙内油珠的运动特征和已有运动目标检测、跟踪算法的基础上,改进了运动油珠的检测与提取算法,提出了基于运动目标不变特征进行油珠跟踪的算法;实验表明,该算法减小了检测搜索空间,加速了特征匹配跟踪,对系统微观序列图象具有良好的适应性.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1引言

1.2系统结构及功能概述

1.3本文研究的内容及目标

1.4本文的结构安排

1.5作者体会及论文新意

第2章微观图背景估计

2.1引言

2.2现有背景图象(模型)估计算法

2.2.1估计背景图象

2.2.2白适应背景模型估计

2.2.3讨论

2.3本系统涉及微观序列图的特点

2.4基于统计平均的盲修正背景提取法及效果分析

2.5本章小结

第3章宏微观图象的配准

3.1引言

3.2图象配准算法

3.2.1基于图象灰度信息的配准算法

3.2.2基于图象特征信息的配准算法

3.3不同放大倍数图象的配准问题

3.4基于尺度空间理论的图象配准技术

3.4.1尺度空间理论及高斯核

3.4.2 几何建模

3.4.3基于尺度空间的特征检测及匹配

3.5算法讨论及本系统待配准图象特点分析

3.6基于岩石颗粒特征的图象配准算法及效果分析

3.6.1算法流程及步骤

3.6.2本算法讨论及分析

3.7本章小结

第4章运动油珠的检测、跟踪与迹线描述

4.1引言

4.2常用的目标检测、提取算法

4.2.1基于相邻帧差的瞬时差分法

4.2.2当前帧图象与背景估计图象相减法

4.3常用的目标跟踪算法

4.3微观序列图中油珠的运动特征分析

4.4运动油珠的检测、跟踪算法及分析

4.4.1算法流程及描述

4.4.2算法讨论及实验分析

4.5宏微观图油珠迹线的比对描述

4.6本章小结

第5章总结与展望

参考文献

致谢

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