[发明专利]一种管道内壁全景图显示与缺陷定位方法

权利要求书

1.一种管道内壁全景图显示与缺陷定位方法，其特征在于，包括如下的步骤：

步骤一：对从自聚焦透镜阵列获取的内壁各个方位的有重叠图像进行平移配准；

步骤二：对从自聚焦透镜阵列获取的内壁各个方位的有重叠图像进行缩放和旋转配准；

步骤三：对从自聚焦透镜阵列获取的内壁各个方位的有重叠图像进行拼接和融合，形成管道内壁的全景展开图；

步骤四：建立管道内壁的GIS地图；

步骤五：对管道内壁的全景展开图、GIS地图以及内壁形态解释信息进行融合，形成一幅和管道长度、缺陷所在的内壁方位有关的全景展开图，直观显示内壁的各种缺陷。

2.根据权利要求1所述的一种管道内壁全景图显示与缺陷定位方法，其特征在于：所述步骤一中获取图像的平移量（x₀,y₀）的方法如下：

A、读入两幅灰度图像I₁和I₂；

B、分别对图像I₁和I₂作傅里叶变换，即

A=fft(I₁)  B=fft(I₂)；

C、求两幅图像的互功率谱:

C=A.*conj(B)/norm(A.*conj(B))；

对上式作二维傅里叶逆变换，找峰值即得到平移量（x₀,y₀）。

3.根据权利要求1所述的一种管道内壁全景图显示与缺陷定位方法，其特征在于：所述步骤二中获取图像的缩放尺度和旋转角度的方法如下：

设f₁(x,y)和f₂(x,y)是两个图像信号，f₂(x,y)是由f₁(x,y)以λ为参数进行缩放后逆时针旋转θ₀得到的图像，它们满足：

f₂(x,y)＝f₁[λ^-1(xcosθ₀+ysinθ₀),λ^-1(-sinθ₀+ycosθ₀)]，

经过对数极坐标变换后有

f₂(lnρ,θ)＝f₁(lnρ-lnλ，θ-θ₀)，

此时，图像的笛卡尔坐标间的旋转和缩放已经转化为在对数极坐标上的平移关系，在对数极坐标系下利用相位相关法可直接求得lnλ和旋转角度θ₀，可进一步获得缩放尺度λ。

4.根据权利要求1所述的一种管道内壁全景图显示与缺陷定位方法，其特征在于：所述步骤三图像的拼接和融合的方法如下：

对图像执行平移、旋转和缩放等配准和拼接操作后，采用像素最大值法对不同方位的图像进行融合以消除边界的缝隙；选像素灰度的最大值进行图像融合，具体方法如下：

在进行图像融合时，采用基于像素最大值的方法。两幅参加融合的图像分别为A，B，图像大小均为m×n，，融合图像为f，则针对原图像A，B的像素灰度值选最大值进行图像融合，其表达式为：

f(m,n)=max{A(m,n),B(m,n)}

其中：m，n分别为图像中像素的行号和列号，在融合处理时，比较原图像A，B中对应位置（m，n）处像素值的大小，以其中灰度值大的像素作为融合图像F在位置（m，n）处的像素；

经过上述步骤形成一幅和管道长度、缺陷所在的内壁方位有关的全景展开图，以直观显示内壁的各种缺陷。

5.根据权利要求1所述的一种管道内壁全景图显示与缺陷定位方法，其特征在于：所述步骤四中的建立管道内壁的GIS地图的具体方法如下：

首先采用Mapinfo软件形成内壁的GIS地图控件，建立GIS地图时需要首先定义好GIS管道的空间坐标，然后描绘GIS管道的三维GIS地图，最后形成GST格式的文件。

6.根据权利要求1所述的一种管道内壁全景图显示与缺陷定位方法，其特征在于：所述步骤五中的管道内壁的全景展开图、GIS地图以及内壁形态解释信息的融合方法如下：

首先在LabVIEW软件下调用步骤四设计的地图控件，然后在LabVIEW的前面板中给地图控件对象创建“属性节点”，并调用属性节点，最终形成一个可视化的软件，对于缺陷则根据其几何参数进行识别，识别出来的缺陷的具体形态显示在GIS地图上。