基于稀疏描述的X射线焊缝图像缺陷检测研究

针对X射线焊缝图像缺陷检测的准确率问题,提出运用Log-Polar变换的距离不变性和角度不变性将缺陷的位置及形状转化为典型缺陷图像的简单二维平面的平移,解决了缺陷和疑似缺陷区域的标定问题。此外,为了提高缺陷识别的检出率及识别准确性,提出基于稀疏描述的缺陷识别,运用从海量数据中提取典型样本、非参数化模型构建以及基于最优方向法的稀疏解求解三大知识体系,对所标定SDR进行识别。实验得出,通过有限的样本训练所得字典矩阵对缺陷的识别率达到了98.5%以上。

测井电缆阻抗对井中激电发射波形的影响研究

在深部资源勘探中,大功率激电方法发挥了重要作用。在探测过程中需要将大功率的激发电流经千米级铠装测井电缆输送至井中,在保证电流波形不发生畸变情况下使得地层充分极化,以达到激发极化法探测目的。因此,研究重量以吨计的千米级铠装测井电缆的阻抗特征对于深部资源勘探至关重要。建立千米级电缆高频模型和低频模型,推导出电缆的分布参数,采用阻抗分析仪和现场测试两种方式对3000m铠装测井电缆展开了测试和分析,结果表明在不同频段,电缆对发射电流的大小和波形、信号相位、电缆的幅频特性和相频特性等均有不同程度的影响。因此,在井中探测系统的前期设计中,要注意结合千米级铠装测井电缆的阻抗特征,考虑阻抗匹配等问题,以实现有效的探测。

环状编码标记点的检测与识别

针对近景摄影测量中对编码标记点进行精确定位并对具有唯一编码值的编码标记点进行解码识别的要求,提出了一种环状编码标记点自动检测和识别算法。该算法首先对图像进行canny边缘检测,通过一系列限制条件和计算封闭轮廓质心来过滤噪声和非编码标记点。然后,采用最小二乘椭圆拟合进行编码标记点定位,结合椭圆拟合误差判断分割编码标记点轮廓并进行填充。最后,提出一种将局部同心椭圆变换为平行直线的ALPC(Affine LOG Polar Coordinate)变换,对分割出的编码标记点进行ALPC变换,利用变换后的图像特征进行解码。实验结果表明,利用本文算法对于编码标记点的定位可以达到亚像素级别;且当相机光轴与编码标记点法线夹角小于60°时平均识别准确率能达到98.8%,当夹角达到70°时识别准确率仍然能达到90.2%;在复杂背景下的识别准确率能够达到96.46%。

激发极化电位衰减谱的连续测井方法

原有的激发极化测井仪只能采集到激发电场断开瞬间的二次场电位的衰减值,采集不到完整的激发极化电位随时间的衰减谱。本文介绍一种自行研制,且能够连续记录激发极化电位衰减谱的测井方法,该方法采用阵列式组合的电极结构,通过单片机控制电极系来激发和采集数据,可以采集到完整的激发极化电位衰减谱。应用该方法研制的样机已经采集到了完整的激发极化电位随时间的衰减谱,所包含的信息量远远大于传统的激发极化测井。

聚焦型激发极化电场的数值模拟方法

为了研究聚焦型激发极化测井方法， 利用恒稳场和似稳场本质上类似于静电场的特征， 从而应用电流密度连续性方程和电位的连续性等条件建立了直流环源的多层径向阶跃媒质电场的数理模型。首先用等效电阻率法给出了全空间激发极化电位分布的解析表达式， 然后建立了一次场和激发极化总场的微分方程及其边界条件。进而利用有限元法直接求出激发极化电场分布的数值解。

岩石激发极化电位的实验研究

在简述有关岩石的激发极化特性理论之后，重点介绍了根据胜利油田近５０块岩心完全含水时的岩石极化特性实验结果。根据理论和实验结果表明，岩石的极化率与岩石的阳离子交换量、饱和溶液的矿化度及其它岩石物性参数有关，极化率的衰减速度与岩石的颗粒大小有关。

Wishart分布矩阵行列式值的统计特性及其在参数估计中的应用

极化协方差矩阵行列式值表征了Pol-SAR图像目标散射极化散布程度,它在参数估计中表现出突出的优势,研究行列式值的物理内涵及其统计特性对揭示行列式值的优势的本质有着重要的理论价值.在此背景下,将表征目标散射极化散布程度的标准行列式值与表征目标散射随机性的极化熵、极化散度进行了比较,给出了它们与平面极化度和方向极化度的数学关系,指出他们在描述目标散射随机特性方面具有部分一致性,存在差异的本质在于三个随机性描述参数对极化方向随机度和平面极化度的加权方法的不同.然后研究了极化协方差矩阵行列式值的统计分布特性,给出了极化协方差矩阵行列式值的概率密度函数,指出在视图数和样本数足够的情况下,其行列式值的测量均值是渐进无偏估计.针对样本数较少时等效视图数参数估计误差较大的问题提出了最大似然修正算法,提高了小样本数目时的等效视图数参数估计精度.最后用仿真数据对理论推导进行了验证,结果表明了理论结果的正确性.极化协方差矩阵行列式值的统计特性和目标散射随机性参数的研究为目标极化散射随机特性、参数估计和目标检测等的研究提供了新思路.

火炮内膛全景图像检测与融合

火炮内膛检测是火炮使用维修过程中的一项重要内容,关系到火炮的射击精度和使用安全性。分析了通过自聚焦透镜阵列所获取的火炮内膛图像的特点,提出了一种基于相位相关法和对数极坐标法相结合的火炮内膛局部图像快速无缝拼接算法。相位相关法可以实现对存在平移的图像进行拼接,而不具有尺度和旋转不变性,对数极坐标法可将图像笛卡尔坐标系下的尺度和旋转变化变换为对数极坐标系的平移运动,利用该组合方法可得出归一化相位相关度的峰值,利用峰值点坐标可求得两幅相邻图像的旋转和缩放参数值,根据此参数进行多方位图像的拼接,然后采用像素最大值法得到内膛全景图像。实验结果表明,该方法可获得无缝、清晰和完整的火炮内膛图像。

融合对数极坐标和改进窄带法的图像分割方法

基于曲线演化的水平集算法近来已被广泛应用于图像分割中,针对其计算速度慢的问题,提出一种新的基于改进窄带法的图像分割方法INBM(Improved Narrow Band Method)。INBM首先将均匀采样的图像映射到对数极坐标系中,由视网膜空间分辨率机制可知,注视点都在图像兴趣区,由此形成初始轮廓,然后用改进的窄带水平集(Level Set)方法演化曲线得到最终分割结果。改进窄带法是通过降低窄带区域内的水平集函数求解个数,来减少计算时间。实验结果表明,该方法大大提高了图像分割的速度。

井中激发极化法在金牙金矿床普查中的应用

在金属矿普查和勘探中,井中激发极化法能帮助判断钻孔中已知矿化体或矿体的空间展布,特别是盲矿体。和地面激发极化法相比,该方法供电电极或测量电极接近矿体,加大了勘探深度和范围,且井中干扰较小,数据的信噪比高。金牙金矿床是典型的微细粒浸染型金矿床。由于该金矿床的空间展布的复杂性,在勘探过程中需要预测矿体的展布与形态。文章以金牙金矿床那元矿段ZK58811孔的井中激电为例,对激电测井与地-井方式方位测量的方法技术及资料解释作了说明。该矿床矿体受构造与岩性双重控制,矿床延伸较大,矿体形态复杂多变,地表覆盖着较厚的第四系沉积。通过井中激发极化法测量,较准确地推断了构造、矿体在钻孔四周的展布,为后续钻探设计提供依据,减少了探矿风险,加快了矿床勘查,证明井中激电在微细粒浸染型金矿勘查中的应用是可行的和有效的。

强噪声干扰下的对数极坐标空间边缘提取算法

准确提取对数极坐标空间的目标边缘信息是对数极坐标变换视觉不变性获得成功应用的前提和关键。由于传统的边缘提取算法无法满足强噪声干扰下的单像素精度要求,在主动轮廓模型和水平集方法的基础上,设计了一种独特的边缘提取算法。经融合Canny算子的水平集方法全局降噪,利用能量驱动的主动轮廓模型逐次演化逼近,提取可能的边缘曲线,通过改进型跟踪寻迹剔除虚假信息,即可得到最终的目标边缘。实验表明,该算法行之有效,边缘提取特征相似度达96%以上。

图像数字水印中的模板匹配检测方法

基于对数极坐标映射(LPM),设计了图像数字水印技术中的模板匹配检测方法。该模板匹配检测方法的特点是:在图像数字水印的嵌入过程中,从对数极坐标域中切取一块模板匹配信息;计算该模板匹配信息与加入水印后的图像在LPM域中的相位谱的相关系数来进行水印的检测工作。这种方法不使用原始图像的全部信息,减少了相关性检验的计算时间,提高了工作效率。实验结果表明该方法对图像中数字水印具有较强的检测能力。

数字图像水印技术中滤波新方法

针对数字图像发生了旋转和其它变化时,一些滤波方法不能对图像中的数字水印进行识别的问题,基于对数极坐标映射(LPM),提出了一种数字图像水印滤波的新方法。为检测新设计的滤波方法的实用价值,进行了不同滤波器的数字图像水印识别能力的比较。结果表明:当含数字水印的图像发生小旋转和缩小变化,即:旋转10度和缩小为原图像的0.9倍时,纯相位滤波器(POF)不能对图像中的数字水印进行识别,但新设计的滤波器能对图像中数字水印具有较好的识别能力;当含数字水印的图像旋转45度、缩小为原图像的0.7倍以及旋转和缩小同时发生时,新设计的滤波器对图像变化后的数字水印仍有较好的识别能力。结果证明:这种新的滤波方法对数字图像水印的识别具有实用价值。

极坐标下的空域水印算法研究

由于空间域嵌入的水印对旋转和缩放攻击相当脆弱,本文提出一种新的水印算法。将原图像和水印图像进行对数极变换,将变换后的水印图像嵌入到变换后的原图像中,然后再反变换为直角坐标系下的图像。水印嵌入到图片的位置不同,检测的水印图像发生变化。本文提出三种嵌入位置的方案,显示不同的效果。检测水印时,对几何攻击过的水印进行几何校正,然后与原图像相减得到水印。这种水印方案能够很好地抵抗几何攻击。

露天铜矿边坡工程地质分区及稳定性评价研究

针对矿山露天采场边坡稳定性日益严重问题,以新疆土屋铜矿露天采场为工程地质背景,通过对原有地质调查资料的补充和分析进行工程地质分区,将矿山露天采场分成4个区域,并运用赤平极射投影法和全波列声波测井法对不同区域的岩体进行分析,研究不同区域不同特征的边坡稳定性。结果表明:通过评价各区岩体蚀变状况、水文地质特征、岩层和边坡赋存状态,得出Ⅳ区工程地质条件最差;通过赤平极射投影法绘制的极点图、等密度图和玫瑰图对比各区平均节理密度和节理发育程度,得出Ⅱ区边坡稳定性最差;通过全波列声波测井法测得各区代表钻孔的波速,进而求解出各区钻孔的岩体完整性系数K_(V),得出Ⅱ区边坡稳定性最差。结合工程地质分区、赤平极射投影法与全波列声波测井法综合分析,Ⅱ区边坡稳定性最差,容易出现边坡失稳等问题,需要重点监测、防护并加以治理。

多种物探方法在“红层”找水中的应用

“红层”在地质学上多指在侏罗纪—白垩纪时期形成的陆相砂泥岩地层,在风化作用的影响下,“红层”岩层裂隙不发育,地下水不易储存,地下水资源匮乏。在“红层”地区找水,以往主要采用的是高密度电法、激电测深、综合测井等物探方法,而上述的方法都具有一定的局限性,如何充分地利用多种物探方法解决“红层”找水问题成为关键。通过三种方法与含水层之间的关系,结合抽水试验数据,研究表明在“红层”地区利用高密度电阻率法和激电测深法两种方法结合勘查地下水资源是有效可行的;结合不同含水条件下的物性参数差异,确定了本工区的含水层的多种物探方法物性参数之间的关系。这里通过研究物探方法与含水层之间的关系,提出针对本区块“红层”地区找水物探方法系列的优化方案,给“红层”地区找水提供一定的参考价值。

浓差极化对震电耦合波传播的影响机制

利用震电效应测井已经成为地球物理测井领域的前沿课题,研究井中浓差极化对震电效应的影响具有重要意义。建立了考虑浓差极化效应的震电耦合波控制方程组,数值模拟了浓差极化、阳离子交换量和孔隙度对震电耦合波的影响规律。随着浓度差的增大或阳离子交换量的减小,3种震电波的电场强度与固相速度之比的模值减小。随着孔隙度的增大,震电横波和震电快纵波的电场强度与固相速度之比的模值增大,而震电慢纵波减小。浓差极化方向对震电波电场也有影响。浓差极化与固相运动方向垂直时的电场模值小于平行的状况,且二者的模值都大于等效平均浓度的状况。

低照度岩心荧光图像拼接技术

针对低照度岩心荧光图像拼接问题,通过相位相关法,利用频域中的相位信息来实现图像的拼接.对有位移、旋转、缩放,以及光照变化的图像用对数极坐标相位相关法进行图像配准.实验表明该方法能够有效地克服图像间光照变化和CCD镜头造成的几何畸变对拼接的影响,是一种有效的岩心荧光图像拼接方法.