[发明专利]一种基于几何结构的井壁弧形图校正方法

说明书

本发明公开一种基于几何结构的井壁弧形图校正方法，利用120°视角的摄像头拍摄呈圆柱状的立井井壁图像，将井壁的弧形图像以圆心为中心等分为N个小扇形，分别计算每个扇形图像需要增补的列数，再利用插值算法进行插值增补，最后输出校正后的井壁图像。本发明利用几何结构建立数学模型，计算校正时在不同的位置所需要增补的长度及列数，通过插值的方式完成增补，能够较好的实现对弧形图的矫正，提高利用图像处理技术对井壁裂缝检测的准确性。

技术领域

本发明涉及一种基于几何结构的井壁弧形图校正方法，对失真的井壁图像进行校正，实现井壁裂缝的图像检测。

背景技术

立井是矿井的重要组成部分和生产活动的咽喉要道，井壁上出现的裂缝和变形不仅会对矿井安全生产造成严重威胁，而且还会造成严重的经济损失。图像检测表面缺陷具有比较早的开发和研究，如钢板表面缺陷检测，手机屏表面缺陷检测，轴类零件表面缺陷检测等。由于井下环境特殊，不适合长期进行人工下井检测，因而可以采用图像处理的方式进行井壁裂缝及变形的自动检测。自动检测具有如下优势：(1)检测精度高，准确性好，检测图像可以满足任意精度的要求；(2)检测速度快，效率远高于人工检测速度；(3)再现性好，可以长时间稳定工作；(4)非接触检测，包含信息量大，作业成本低，无安全隐患。

立井的形状是一个圆柱体，传统拍摄图像会出现弯曲失真现象，故不能准确计算井壁上裂缝的宽度，从而存在较大的安全隐患。井壁图像校正是继井壁图像获取后实现井壁缺陷自动检测的又一关键步骤。需要对失真的井壁图像进行校正，根据无失真图象的已知像素和畸变图象相应像素的坐标对应关系，建立相应的数学模型，恢复图像的本来面貌。井壁图像的还原程度直接关系到井壁上裂缝检测的准确性。

发明专利“一种无线平板探测器及其图像校正方法(申请号/专利号：201510599227.7)”公开了一种无线平板探测器的图像校正方法，用于校正X射线图像。发明专利“一种图像校正的方法及装置(申请号/专利号：201610192750.2)”公开了一种针对医学影像的图像校正方法。

没有检索到针对立井井壁图像的校正技术，鉴于此，发明一种井壁弧形图校正方法。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于几何结构的井壁弧形图校正方法。

本发明涉及一种基于几何结构的井壁弧形图校正方法，其特征在于：将井壁的弧形图像以圆心为中心等分为N个小扇形，分别计算每个扇形图像需要增补的列数，然后根据插值算法进行插值增补，最后输出校正后的井壁图像。

进一步的，所述的弧形图像的中间部分相较于两端的图像压缩量更大，对不同位置需要进行不等量的增补。

进一步的，所述的对不同位置需要进行的不等量增补长度为

其中和AF分别是角度为α的弧形井壁图像的实际长度和拍摄长度，其差值就是需要增补的长度x_α。

进一步的，根据像素值和图像长度的对应关系，计算对图像进行不均匀插值所需要增补的列数。

进一步的，所述的不均匀插值所需要增补的列数为

其中AB是待校正弧形图的总长度，n为待校正弧形图的总列数，x_α和c_α分别为角度为α的弧形井壁图像校正时需要增补的长度和列数。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

利用几何结构建立数学模型，计算出校正时在不同位置所需要增补的长度及列数，通过插值的方式完成增补，能够较好的实现对弧形图的矫正。

附图说明