[发明专利]一种管道内壁全景图显示与缺陷定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对从自聚焦透镜阵列获取的图像处理与信息融合方法，特别涉及一种管道内壁全景图显示与缺陷定位方法。

背景技术

在很多情况下常需要对管道内壁的轮廓形貌、尺寸、内壁缺陷等进行检测，有时还需要对某些器件内壁的连续性、完整性、安全性进行总体的评价，以判断是否符合功能要求。专利号为201010207380.8中所描述的装置主要是实现用自聚焦透镜阵列作物镜，光锥作传像器件，在侧向同时放置多个物镜；用光锥将多个影像引至一片成像传感器；光源采用环自聚焦透镜光纤束的方案，建立侧向多镜头成像系统，用于获取内壁影像。针对专利号为201010207380.8目前还没有一种现成的处理方法，原因是由于从自聚焦透镜阵列获取的内壁图像，在不同方位之间图像有重叠，要形成完整的内壁全景展开图，需要对图像进行缩放、旋转、平移等配准方法后才能进行拼接，拼接后还需要和管道位置信息、方位信息以及内壁缺陷等解释信息关联起来，这样才能形成内壁的全景展开解释图。本专利是对专利号为201010207380.8的专利获取的图像进行的处理和分析，以便获取被检测管道内壁的真实状态。查阅了相关的专利和文献，还没有针对这样一个针对自聚焦透镜阵列获取的图像的融合和内壁图像的显示方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种管道内壁全景图显示与缺陷定位方法，可以自动对从自聚焦透镜阵列获取的图像进行融合，为管道维修提供了定位手段。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

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。

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。

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）。

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。

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：