随钻声波井下全景成像技术现状及展望

为了提高油气开采效率,油田在勘探开发过程中,越来越多地需要同时实现井周成像和前视成像。当前随钻井下成像仪在测量时存在着一定的盲区,影响成像效果,且需要多次起下钻来实现井周成像和前视成像,影响了效率。因此,文章调研了随钻声波井周成像和前视成像技术的发展现状,探讨了融合随钻声波井周成像和前视成像的井下全景成像技术。在此基础上,分析了目前随钻声波井周成像和前视成像所面临的挑战,提出了从测量盲区的突破、声电复合、井周—前视融合、数字孪生可视化四个角度来实现随钻声波井下全景成像技术的升级,为切实推进随钻井下成像系统的可视化和智能化提供参考和借鉴。

基于全景成像的斜拉桥拉索表面缺陷检测研究

为解决人工检测斜拉桥拉索表面缺陷速度慢、安全性低,传统图像处理方法鲁棒性差、易受环境影响等问题,利用全景成像实现斜拉桥拉索表面缺陷检测。采用PVC管模拟拉索表面,构造孔洞、缝隙、损伤三种常见表面缺陷;四个摄像头获取拉索表面全景图像,无线图像传输设备将数据传送至计算机,通过图像掩膜去除背景并搭建缺陷数据集;利用YOLOX网络训练数据集并在测试集上实验。结果表明:YOLOX网络的均精确度(mAP)为92.77%,帧率(FPS)为18,检测结果均优于其它主流目标检测方法,可实现拉索表面缺陷实时精确检测。

DR图像拼接全景成像技术的临床应用

目的:探讨数字X线摄影(Digital radiography,DR)全景成像技术的临床应用。方法:对脊柱和长骨X线摄影检查病人,用非晶体硅DR系统采集2～3幅图像,经过图像拼接技术的后处理,得到全脊柱和双下肢的全景图像。结果:在1张照片上获得的全景图像显示较清晰、完整,并可进行相关长度测量、角度测量等应用。结论:基于拼接技术的DR全景成像能有效地满足临床应用的需求。

三维全景成像声呐系统在水下细部结构检测中的应用

鉴于三维全景成像声呐系统的技术优势,介绍了其组成部分、工作原理、技术要点和应用范围,并将其应用于泵站、码头桩柱、崩岸岸坡等典型实例的现场检测中。结果表明,该系统成像速度快、图像清晰、监测效率高,能准确展示探测目标的水下三维结构,可有效规避采用潜水员探摸的安全风险和传统声呐扫描效果差的缺陷。同时,该系统还能够在含沙量大、能见度低的水域环境中工作,具有较好的适用性和推广性。

采用多种群遗传算法的全景成像系统非球面设计

提出了一种基于多种群遗传算法（MPGA）的折反射全景成像系统非球面元件的设计方法。结合广义科丁顿公式及几何光学原理,推导出非球面两镜系统像散表达式。在此基础上,利用MPGA,以像散作为非球面两镜系统像差评价参数,求解出满足消像散及指定透视投影关系的非球面面形方程。给出MPGA求解非球面面形的实现过程,并用遗传算法最小二乘混合优化算法得到了便于实现光线追迹和像差计算的非球面多项式。研制了一个焦距为-1.2 mm,F数为1.5,视场为360°×（35-90°）的折反射全景成像系统,给出了实验图像,获得了较好的成像质量。

基于拼接技术的医学X光片全景成像

目的提出一种基于特征检测、特征匹配、空间坐标变换和图像混合等4个步骤的图像拼接技术,用于脊椎和长骨等X线图像的自动且无需标尺的全景成像。方法通过Haar小波分解和Sobel算子检测图像特征点,使用归一化互相关和一致性条件来实现特征点之间的匹配,根据匹配的特征点信息估计仿射变换模型参数,最后将重叠区域的像素通过加权求和实现合成。结果经开放式X线图像数据库和同济大学附属同济医院临床骨科X光图像数据的实验,结果显示对重叠面积在50%以上的X光图像,系统能够自动进行拼接。主观问卷调查中86.7%的被访者接收系统的拼接结果。结论该方法能够有效应用于连续X光片全景成像。

基于全景成像的增强现实系统

建立完整的基于全景成像的增强现实系统,将全景图像采集系统放置在场景中采集真实图像,佩戴头盔显示器和头部跟踪器的观察者可以在其他地方观看在真实图像中添加了虚拟信息的增强图像,解决图像采集装置与头盔显示器分离时增强现实系统的技术难点。实验结果表明,全景成像方法对于亮度差异较大的图像有较好的拼接效果,适用于室外复杂环境的图像拼接,全景图像的局部增强显示效果良好。

光电全景成像系统的图像校正技术

载体平台在行进间的振动会导致光电全景成像系统采集的图像发生几何畸变。为了校正图像,本文提出了一种基于惯导信息的图像校正算法,该算法首先采用基于惯导信息的图像坐标转换方案,得到了校正后图像与原图像坐标点的对应关系;然后通过基于边缘导向的插值法,确定了校正后图像中各像素点的灰度值。实验表明,该算法可以有效实现光电全景成像系统的图像几何校正,并抑制了图像的边缘模糊效应,提高了图像复原的效果。

双曲凹面折反射全景成像系统

反射镜是折反射全景成像系统的重要部件之一。针对不同场合,出现了双曲面镜、椭球面镜、抛物面镜等反射镜构成的折反射全景成像系统,但是它们成像畸变大、边缘分辨率低,为了使之适合路面勘测,提出了基于前投影模型,采用双曲凹面镜作为反射镜的方法搭建系统,分析了该系统对水平场景的成像特点,对新系统进行了仿真,并与普通双曲面镜、水平等比例镜的成像系统做了比较。结果表明,通过优化相机透视中心到反射镜几何焦点的距离,可以使得新系统在水平场景的成像上具有较小的畸变。

多视点折反射全景成像系统分析与设计

单视点折反射全景成像系统存在成像透镜昂贵或安装精度要求高等不足,本文结合抛物反射面和常规成像相机实现了一种无需昂贵的远心透镜且安装精度要求不高的多视点折反射全景成像系统,并对其视点分布情况进行了分析,在此基础上,设计了视点分布较为集中的系统结构,使得成像系统拍摄的环状全景图像可以基于传统的单视点柱面展开方法进行近似展开得到效果良好的近似柱面全景图像。

折反射全景成像系统

折反射全景成像系统能实现大于半球视场的全景成像 ,在视频会议、监视和机器人导航等领域有着广泛的应用。本文介绍了折反射全景成像系统的原理和主要类型 。

数字X线全景成像技术进展及临床应用

数字X线全景成像技术,是通过多幅X线影像局部重叠区域的图像配准而实现多张小范围影像合成一张包括全部兴趣区域的大范围影像的技术,也称为图像拼接技术。狭缝X线摄影装置通过在探测器与X线准直器协同运动时持续曝光,可直接生成一幅全景影像,是一种新型的数字X线全景成像技术。

应用于红外搜索跟踪和态势感知系统的全景成像技术

本文指出红外全景成像技术应用于搜索跟踪和态势感知系统的优势,提出了该类系统的几种主要全景成像方案,对各方案逐一介绍,列举典型应用实例说明,进行技术分析,对比了几种主要的全景成像方案的特点和应用领域,概括了全景成像系统的支撑关键技术,并展望发展趋势。

柱面场景无畸变的折反射全景成像系统

提出了一种基于透视成像模型的柱面场景无畸变的折反射全景成像系统设计方法,该方法 利用系统柱面场景无畸变成像要求和视场角确定反射镜面形。根据这一方法设计制作了高次旋转对称非球面反射镜,并用该反射镜和CCD摄像头建立了全景成像系统,实现了对360°柱面场景的无畸变成像。

双曲面折反射全景成像柱面展开图像质量分析

为提高双曲面折反射全景成像系统柱面展开图像的质量,根据双曲面反射镜的性质,给出了全景图像柱面展开方法的数学模型。提出以图像分辨率和像素有效率作为图像展开质量的衡量指标,分析了2个指标随起始入射角和入射角跨度变化的规律,得出了柱面展开时起始入射角和入射角跨度的选择范围,仿真结果和实测数据实验验证了结论的正确性。

消畸变成像折反射全景成像系统设计

单视点折反射全景成像系统畸变较大,通过计算反射镜面型可有效地实现折反射全景成像系统消畸变成像。在反射镜入射角与反射角呈线性关系的基础上,推导适用于消畸变折反射全景成像的反射镜面型公式。为说明反射镜面型的准确性,设计了F#为3.3,视场为138°的消畸变成像折反射全景成像系统,并利用实际像平面和虚拟像平面间的坐标映射关系,实现了系统的消畸变设计。各视场MTF在奈奎斯特频率下均达到0.6,边缘视场相对畸变小于4%。结果表明:该面型可实现消畸变折反射全景成像,反射角光线追迹法适用于折反射全景成像系统畸变评价,为折反射全景成像系统消畸变设计提供了必要的模型和计算方法。

站立位脊柱DR全景成像和MSCT对脊柱侧弯Cobb角测量的价值比较

目的探讨站立位脊柱DR全景成像对于脊柱侧弯的诊断价值。方法选取2009年3月至2012年9月我院先天性脊柱侧弯畸形病例52例,站立位DR全景脊柱前后位、侧位、左右侧屈位片、全脊柱MSCT成像,对成像结果进行对比分析。DR全景成像和MSCT成像分别测量侧弯Cobb角,进行差异性分析。结果脊柱侧弯78处,DR全景测定侧弯的Cobb角平均值为(55.6±21.2)°,MSCT测量侧弯的Cobb角平均值为(50.4±19.3)°。将2种方法测得的2组数据进行秩和检验,P<0.05,说明差异有显著性。结论站立位脊柱DR全景成像对于脊柱侧弯患者手术方案的制定提供了可靠的依据,是必不可少的术前检查。

双曲面折反射全景成像系统水平探测距离模型

为定量分析双曲面折反射全景成像系统的空间探测能力,建立了双曲面折反射全景成像系统水平探测距离的数学模型。该模型依据全景图像与柱面图像的映射关系,描述了系统水平探测距离与目标大小和入射角的数学关系:目标尺寸越大,入射角越大,水平探测距离越大;反之,水平探测距离越小。仿真实验和实际探测实验的结论相符。

基于边缘特征点匹配的临床X线自动全景成像研究

目的:本文提出了一种基于边缘特征点匹配的X线自动全景成像方法。方法:一,采用双正交小波变换与Canny算子相结合的算法实现X线图像的有效边缘提取,并通过矩阵计算得到特征点;二,利用Pearson相关系数和随机抽样一致算法来建立图像之间的相关性和匹配性;三,利用渐入渐出的融合算法实现X线无缝全景成像。结果:该算法可快速高质量地实现骨科临床无外部特征的X线图像序列全景拼接。结论:该算法对弱对比度的X线图像序列全景拼接具有很强的鲁棒性,允许X线图像序列之间存在较小的图像旋转和缩放差异,有助于减少X线使用剂量,具有较强的应用价值。

微型无人机载实时全景成像设备研究

针对目前基于图像拼接法和鱼眼镜头法无人机载全景成像实时性低、成本高的问题,设计了一种微型无人机载实时全景成像设备。采用基于抛物面反射镜的折反射全景成像方式,通过无线通信实时获取机载全景图像视频,并利用投影变换展开成柱面全景图像,从而实时获得水平方向360°、垂直方向286°范围内的大视场图像,提高了无人机载大视场成像的实时性,降低了系统成本,为进一步释读图像奠定了重要基础。