[发明专利]岩心CT扫描图像与拼接SEM图像的配准方法

说明书

本发明公开了的岩心CT扫描图像与拼接SEM图像的配准方法，属于岩心成像与图像处理技术领域，其包括：S1、作出定位标记；S2、获取X‑CT三维图像；S3、获取剖面的拼接SEM图像；S4、基于定位标记，在X‑CT三维图像上获取与拼接SEM图像对应的高度的切面图像；S5、对拼接SEM图像和切面图像配准，获得多个配准点；S6、基于配准点确定倾斜轴；S7、将X‑CT三维图像绕倾斜轴旋转获得旋转图像；S8、对旋转图像与拼接SEM图像进行配准，匹配点个数最多的为旋转角度最合适的切面图像。本发明解决了难以确定二维图像在三维图像中所处位置的问题，进一步解决了不同成像方法在因难以保持同一平面而导致的成像平面倾斜问题。

技术领域

本发明涉及一种岩心CT扫描图像与拼接SEM图像的配准方法，属于岩心成像与图像处理技术领域。

背景技术

岩心成像技术在岩石分析领域一直都是热点，应用广泛。其中X射线CT成像技术可以获得岩心的三维图像，发展成熟，对于岩心的孔隙结构分析有很大的帮助。拼接SEM图像又称MAPS图像，是在选定区域内扫描出数千张超高分辨率的大小相同的小图像，利用小图像拼接成一张超高分辨率、超大面积的二维背散射电子图像，具有分辨率高，视野广泛的特点。通过综合两种不同成像方法的优点，将两种图片在位置上一一对应，可以为岩心提供更加全面的分析，更为准确的描述岩心孔隙及组分的空间分布特征。但是，两种图像具有成像方法不同，分辨率不同，成像维数不同的特点，一般的图像配准算法难以完成对两种图像的配准。同时，成像时仪器的轻微倾斜会导致MAPS成像平面不与CT成像的XY平面平行，因此需要获取CT三维图像的斜向切面。而且，进行MAPS成像时需要对岩心断面进行切割剖光获得光滑的剖面，在切割过程中会有一定的倾斜，因此配准过程更为复杂。

为了确定MAPS二维图像在CT三维图像中所处的位置以及倾斜的角度，本发明提供了一种岩心CT扫描图像与拼接SEM图像的配准方法，以解决上述提到的问题。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供了一种岩心CT扫描图像与拼接SEM图像的配准方法，解决了不同成像方法在实验时因难以保持同一平面而导致的成像平面倾斜问题，提高了配准精度。

本发明通过采取以下技术方案实现上述目的：

岩心CT扫描图像与拼接SEM图像的配准方法，包括如下步骤：

S1、获取圆柱形的岩心样品，并在岩心样品的表面作出定位标记；

S2、对岩心样品进行X射线CT扫描，获取岩心样品的X-CT三维图像；

S3、对岩心样品进行切割获得光滑剖面，对剖面进行SEM背散射电子扫描成像，获取剖面的超高分辨率、超大面积的拼接SEM图像；

S4、基于定位标记，在X-CT三维图像上获取与拼接SEM图像对应的高度h0位置处的切面图像；

S5、对步骤S3获取的拼接SEM图像和S4获取的切面图像进行配准，获得符合配准精度的多个配准点；

S6、基于步骤S5获取的配准点的位置确定岩心样品的倾斜轴；

S7、将岩心样品的X-CT三维图像绕倾斜轴进行旋转，旋转角度范围在-β～β之间，旋转步长为Δβ，共获得N张旋转图像；

S8、对步骤S7获取的N张旋转图像使用SIFT图像配准算法与拼接SEM图像进行配准，设置合适的匹配阈值并进行人工筛选，匹配点个数最多的旋转图像为旋转角度最合适的切面图像。

可选的，步骤S1中在岩心样品上作定位标记方法为：

在岩心样品的外表面作三条互不相交的直线状的刻痕，其中一条刻痕垂直于岩心样品的上端面，另外两条刻痕与岩心样品上端面的夹角分别为α和-α，并且α≠90°。