[发明专利]一种改进型数字图像三维跨尺度重构方法

权利要求书

1.一种改进型数字图像三维跨尺度重构方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对低分辨岩心图片进行水平即x方向和纵向即y方向扫描，定位三维模型中孔隙与基质像素的边界位置，随后以边界为对称中心，提取距离对称中心为r的所有像素；

(2)统计步骤(1)中提取的像素，利用以下公式计算组合模型x,y,z方向的像素数量，并对计算后获得的像素进行“Z”形重组；

式中：h_x,h_y,h_z分别低分辨率像素三维组合模型的x,y,z方向的像素尺寸，n为大尺度低分辨率三维孔隙模型的层数，[]为数学运算中的取整数运算；

(3)将重组后像素中的低分辨率三维模型像素体进行细化，根据不同尺度模型的分辨率，计算一个叠加融合的多尺度输出模型分辨率，将低分辨率三维模型的像素体细分为i×i×i个，i采用如下公式取值使细化后的模型分辨率与高分变率模型的分辨率相同：

式中：R_e(M_L)为低分辨率模型的像素分辨率，R_e(M_H)为高分辨率模型像素分辨率；

(4)将重组后像素中的高分辨率三维模型单元体进行拼接，首先通过高分辨率的三维孔隙模型作为单元体，根据不同尺度模型的物理尺寸大小，根据如下公式计算单元体的拼接数j；随后进行拼接直至组合与拼接的高分辨率三维模型与低分辨三维模型具有相同的物理尺寸；

V(M_R)＝h_x×h_y×h_z×R_e³(M_L)；

式中：V(M_R)为低分辨率三维模型的边缘像素重组后模型的物理尺寸，V(Unit)为高分辨率三维模型物理尺寸；

(5)将经过步骤(1)-步骤(4)重组后获得的具有相同的像素分辨率和物理尺寸的不同尺度三维模型进行图像像素的逻辑运算，根据如下公式确定不同尺度模型像素融合时的目标像素是孔隙还是基质像素：

式中：0_R，1_R，0_H，1_H分辨是低分辨率模型即M_R和高分辨率三维模型即M_H的孔隙与基质像素，M_RH是融合后三维模型的像素灰度值；

(6)对步骤(5)中确定为孔隙像素的像素体进行粗化，当粗化后的单元中的孔隙像素的占比大于等于基质像素时，粗化时确定为孔隙，反之确定为基质。

2.如权利要求1所述的一种改进型数字图像三维跨尺度重构方法，其特征在于，步骤(2)在进行“Z”形重组时，像素的组合顺序按照平面上从图像的数字矩阵的顶端开始到最底端，图像组合顺序开始于垂直方向的第一张切片，终止于最后一张切片。

3.如权利要求1所述的一种改进型数字图像三维跨尺度重构方法，其特征在于，步骤(6)中采用4像素和9像素两种单元方式进行粗化。

4.如权利要求3所述的一种改进型数字图像三维跨尺度重构方法，其特征在于，当分辨率跨度较小时，采用4像素单元进行粗化，当分辨率跨度较大时，采用9像素单元进行粗化。

5.如权利要求1所述的一种改进型数字图像三维跨尺度重构方法，其特征在于，在步骤(4)中，高分辨率三维模型单元体拼接方式是以图像的旋转和边界的相邻来维持拼接时三维模型的界面相邻性。

6.如权利要求1所述的一种改进型数字图像三维跨尺度重构方法，其特征在于，步骤(5)中在确定孔隙像素、基质像素时，逻辑运算后的像素只有同时为基质像素时确定为基质像素，其他情况时确定为孔隙像素。