CN106204463A - 一种岩心扫描图像的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩心扫描图像的处理方法，属于勘探技术领域，以解决处理后的岩心扫描图像的成像质量差的技术问题。该岩心扫描图像的处理方法包括：获取放大处理的系数，对岩心扫描图像进行插值放大处理；将放大处理后的岩心扫描图像进行锐化处理；对锐化后的岩心扫描图像进行二值划分处理，获得处理后的岩心扫描图像。

Description

一种岩心扫描图像的处理方法

技术领域

本发明涉及勘探技术领域，具体地说，涉及一种岩心扫描图像的处理方法。

背景技术

目前，采用电子计算机断层扫描(Computed Tomography，简称CT)或扫描电镜都能够得到岩心扫描图像，如图1所示，这些图像可用于岩心孔喉结构的定性分析、定量统计分析和流动模拟。

岩心扫描图像通常是灰度图像，每个像素点的灰度或亮度反映了空间中该点的密度或原子序数(由扫描方法确定)。例如在岩心的CT扫描图像中，越亮的像素点表明该点的密度越大。然而每个像素点的内容可能仅包含骨架或孔喉，也可能同时包含骨架和孔喉。反映在图像中，第一种情况是最亮的点，第二种情况是最暗的点，第三种情况中像素点的亮度由骨架和孔喉的比例决定。在进行基于岩心扫描图像的流动模拟之前，必须对岩心孔喉进行识别，将岩心扫描图像划分为骨架和孔喉两部分。划分后的岩心图像中，每个像素点非此即彼，不能同时包含孔喉和骨架，如图2所示。

发明人发现，现有技术中，如图2所示，处理后的岩心扫描图像的成像质量较差，与真实情况差别较大，不利于根据处理后的岩心扫描图像分析孔喉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种岩心扫描图像的处理方法，以解决处理后的岩心扫描图像的成像质量差的技术问题。

本发明提供了一种岩心扫描图像的处理方法，该方法包括：

获取放大处理的系数，对岩心扫描图像进行插值放大处理；

将放大处理后的岩心扫描图像进行锐化处理；

对锐化后的岩心扫描图像进行二值划分处理，获得处理后的岩心扫描图像。

其中，所述对锐化后的岩心扫描图像进行二值划分处理，获得处理后的岩心扫描图像之后，还包括：

根据放大处理的系数，缩小处理后的岩心扫描图像。

其中，获取放大处理的系数，对岩心扫描图像进行插值放大处理包括：

根据获取到的放大处理的系数，结合每一像素点及其周围其他像素点的亮度，对岩心扫描图像进行插值放大处理。

其中，将放大处理后的岩心扫描图像进行锐化处理包括：

获取所设定的总量、半径和临界值，对放大处理后的岩心扫描图像进行锐化处理。

其中，对锐化后的岩心扫描图像进行二值划分处理包括：

获取岩心扫描图像的孔隙度；

根据所获取到的岩心扫描图像的孔隙度，确定二值划分的阈值；

根据所确定的阈值，对锐化后的岩心扫描图像进行二值划分处理。

其中，根据放大处理的系数，缩小处理后的岩心扫描图像包括：

根据放大处理的系数，确定缩小比例；

根据缩小比例，确定缩小处理后的岩心扫描图像中每一个像素点在缩小处理前的岩心扫描图像中的邻近像素点；

确定水平方向的权重系数和垂直方向的权重系数；

根据所确定的邻近像素点和权重系数，缩小处理后的岩心扫描图像。

其中，放大处理的系数为4的倍数。

本发明带来了以下有益效果：本发明实施例提供了一种岩心扫描图像的处理方法，在对岩心扫描图像进行二值划分处理之前，首先对岩心扫描图像进行放大处理、锐化处理，有利于提高处理后的岩心扫描图像的显示效果，也有利于保留各像素点的像素信息。根据处理后的岩心扫描图像进行孔喉分析时，可以得出与实际情况相符的、比较理想的分析结论。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是原始的岩心扫描图像；

图2是现有技术中处理后的岩心扫描图像；

图3是本发明实施例中岩心扫描图像的处理方法流程图；

图4是本发明实施例中处理后的岩心扫描图像。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

本发明提供了一种岩心扫描图像的处理方法，如图3所示，该方法包括：

步骤S101、获取放大处理的系数，对岩心扫描图像进行插值放大处理。

为了使得放大后的岩心扫描图像更接近于真实的岩心扫描图像，本发明实施例中可根据获取到的放大处理的系数，结合每一像素点及其周围其他像素点的亮度，对岩心扫描图像进行插值放大处理。例如，对于每一个像素点，在放大时，不仅结合该像素点本身的像素信息，还考虑了其周围(例如16个)像素点的像素信息，使得放大后增添的像素点之间的亮度有较为平滑的过度，有利于提高放大处理后的岩心扫描图像的显示效果，也有利于保留各像素点的像素信息。进行孔喉分析时，可以得出与实际情况相符的、理想的分析结论。

一般来说，放大处理的系数优选为4的倍数，例如4倍、8倍等，应根据实际情况进行选取，本发明实施例对此不进行限定。

数字纪录设备在将模拟信号转换成数字信号的过程中必定会损失细节。因为不同的数字设备用不同的采样频率纪录下不连续的样本信号，在模-数转换过程中必定丢失一些信号。而且数字设备目前还不能完整的纪录自然界的一切细节，采用数字记录设备获得的图像最终都会有某种程度的“失真”，包括本发明实施例中的岩心扫描图像。另外放大处理也会加剧岩心扫描图像中各部分的边缘的模糊程度，为了提高岩心扫描图像的清晰度，接下来需要对岩心扫描图像进行锐化处理。

因此，本发明实施例还包括：

步骤S102、将放大处理后的岩心扫描图像进行锐化处理。

如图1所示，锐化前的岩心扫描图像是模糊的不清晰的，无法准确分辨出孔喉和骨架的边缘。因此，本发明实施例中的锐化处理是为了将岩心扫描图像中的孔喉与骨架的边缘刻画的更加清晰。

在锐化过程中，需要获取所设定的总量、半径和临界值等参数的具体数值，才可对放大处理后的岩心扫描图像进行锐化处理。

三个参数中，总量决定边缘对比度增强的程度，例如100％为现有清晰度的一倍。范围决定用于色调比较和对比度增强的路径的宽度范围，以一个像素点的十分之一为单位。此参数的设置必须严谨，如果路径宽度范围设置得太宽，则会出现明显的光晕。一般的，范围的数值可根据图象的输出分辨率——每英寸所打印的点数(Dots Per Inch，简称dpi)确定，即图像的输出分辨率dpi除以200，例如dpi为300时，将范围的数值设为1.5会得到较好的效果。

另外，临界值决定边缘中存在的相临的像素点间的最小色调差别。当设置为0时，所有像素点间的对比度都将被加大，也就是说边缘路径已不存在，整幅图象均被改变了。一般情况下，2至6之间的设定值能产生满意的结果。

步骤S103、对锐化后的岩心扫描图像进行二值划分处理，获得处理后的岩心扫描图像。

用于二值划分主要是通过阈值分割法进行的，这种方法给定一个阈值，将亮度大于该阈值的像素点划分为骨架，小于该阈值的点划分为孔喉。在这种方法的基础上产生了基于孔隙度的阈值划分法和多阈值划分法，前一种方法采用孔隙度给出阈值，后一种则在图像中不同的区域采用不同的阈值，目的都是提高划分的精度。

对于基于孔隙度的阈值划分法而言，确定阈值之前，需要首先获取岩心扫描图像的孔隙度。岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样体积的比值，称为该岩石的总孔隙度，以百分数表示。储集层的总孔隙度越大，说明岩石中孔隙空间越大。从实用出发，只有那些互相连通的孔隙才有实际意义，因为它们不仅能储存油气，而且可以允许油气在其中渗滤。因此在生产实践中，提出了有效孔隙度的概念。有效孔隙度是指那些互相连通的，在一般压力条件下，允许流体在其中流动的孔隙体积之和与岩样总体积的比值，以百分数表示。显然，同一岩石有效孔隙度小于其总孔隙度。

获得了该岩心扫描图像的孔隙度之后，即可确定二值划分的阈值。其中，常用的阈值选取方法有灰度直方图法、最小误差法、最大类间方差法、最大熵自动阈值法等。本发明实施例中，以灰度直方图法为例，说明阈值的确定方法：

直方图又称质量分布图，由一系列高度不等的纵向条纹或线段表示数据分布的情况。在本发明实施例中，直方图的横轴表示灰度值，纵轴表示各像素点的灰度值的分布情况。

对于一幅岩心扫描图像，根据其上每一个像素点的灰度值，绘制灰度直方图。绘制完成后，自灰度值为0处，向灰度值增大的方向统计各像素点的灰度值的分布情况，即将各灰度值对应的像素点的个数进行累计。若累计到某一灰度值时，已累计的像素点的个数与总像素点的比例等于孔隙度，则该灰度值可作为此次二值划分处理中的阈值。

之后，即可根据所确定的阈值，对锐化后的岩心扫描图像进行二值划分处理。二值划分处理中，对于灰度值小于或等于阈值的像素点而言，其灰度值会被调整为0，反之对于灰度值大于阈值的像素点而言，其灰度值会被调整为255。二值划分处理后的岩心扫描图像呈现出如图4所示的黑白分明的显示效果。

例如，对于孔隙度为31％的岩心扫描图像而言，当从0开始，累计到灰度值157时，已累计的像素点的个数恰好为总像素点数的31％，则说明此时可将灰度值157作为二值划分处理的阈值。因此，灰度值大于157的像素点的灰度值将会变成255；相反的，灰度值小于或等于157的像素点的灰度值将会变为0。

为了更好地显示、保存处理后的岩心扫描图像，在本发明实施例中，还需要根据放大处理的系数，缩小处理后的岩心扫描图像，使得处理后的岩心扫描图像恢复原先的尺寸。

在对处理后的岩心扫描图像进行缩小时，首先需要根据放大处理的系数，确定缩小比例。或者，根据需要显示的窗口大小，与处理后的岩心扫描图像进行比较，确定缩小比例。

缩小比例确定后，即可根据缩小比例，确定缩小处理后的岩心扫描图像中每一个像素点在缩小处理前的岩心扫描图像中的邻近像素点。这一步中，是确定缩小处理前后的两幅岩心扫描图像中的各像素点的关系。具体的，缩小处理后的岩心扫描图像中的每一像素点(目标像素)的灰度值，需要根据缩小处理前的四个邻近像素点来确定。这样，不仅考虑了目标像素本身，还考虑到了目标像素的四邻域，因此缩小后的岩心扫描图像的显示效果较理想。

根据缩小比例来寻找邻近像素点的运算结果为浮点数坐标，根据其中的小数部分确定水平方向的权重系数，之后根据计算出的水平方向的权重系数确定垂直方向的权重系数；

最后，可根据所确定的邻近像素点和水平方向、垂直方向的权重系数，获得四个邻近像素点的权重系数，结合四个邻近像素点的权重系数可得到目标像素的灰度值。以这样的方法，缩小处理后的岩心扫描图像。

以上，本发明实施例提供了一种岩心扫描图像的处理方法，在对岩心扫描图像进行二值划分处理之前，首先对岩心扫描图像进行放大处理、锐化处理，有利于提高处理后的岩心扫描图像的显示效果，也有利于保留各像素点的像素信息。根据处理后的岩心扫描图像进行孔喉分析时，可以得出与实际情况相符的、比较理想的分析结论。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种岩心扫描图像的处理方法，其特征在于，包括：

获取放大处理的系数，对岩心扫描图像进行插值放大处理；

将放大处理后的岩心扫描图像进行锐化处理；

对锐化后的岩心扫描图像进行二值划分处理，获得处理后的岩心扫描图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对锐化后的岩心扫描图像进行二值划分处理，获得处理后的岩心扫描图像之后，还包括：

根据放大处理的系数，缩小处理后的岩心扫描图像。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，获取放大处理的系数，对岩心扫描图像进行插值放大处理包括：

根据获取到的放大处理的系数，结合每一像素点及其周围其他像素点的亮度，对岩心扫描图像进行插值放大处理。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将放大处理后的岩心扫描图像进行锐化处理包括：

获取所设定的总量、半径和临界值，对放大处理后的岩心扫描图像进行锐化处理。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对锐化后的岩心扫描图像进行二值划分处理包括：

获取岩心扫描图像的孔隙度；

根据所获取到的岩心扫描图像的孔隙度，确定二值划分的阈值；

根据所确定的阈值，对锐化后的岩心扫描图像进行二值划分处理。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据放大处理的系数，缩小处理后的岩心扫描图像包括：

根据放大处理的系数，确定缩小比例；

根据缩小比例，确定缩小处理后的岩心扫描图像中每一个像素点在缩小处理前的岩心扫描图像中的邻近像素点；

确定水平方向的权重系数和垂直方向的权重系数；

根据所确定的邻近像素点和权重系数，缩小处理后的岩心扫描图像。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，放大处理的系数为4的倍数。