[发明专利]一种岩石薄片单偏光和正交偏光图像拼接方法

说明书

本发明公开了一种单偏光和正交偏光岩石薄片图的拼接优化方法，该方法利用拍摄微观薄片序列图时载物台移动的规律性，在拼接过程中，对特征点较少的图片的单应性矩阵进行单独的计算，再对图片的融合位置进行检查修正，改进图片拼接时存在的某些特征点较少的图片无法拼接或者拼接的完整薄片的出现错位的问题。同时，由于同一薄片的单偏光图和正交偏光序列图的拍摄方式相同，使用单偏光图的位置矩阵信息指导正交偏光图的拼接，从而大大减少了正交偏光图拼接所需时间。

技术领域

本发明涉及一种岩石薄片的单偏光和正交偏光图的拼接优化方法，属于图像拼接领域。

背景技术

在石油地质部门，为了保存岩石的数据信息，通常将岩石制成岩石薄片，而岩石薄片容易破碎，且易受到风化、腐蚀等因素影响而损坏其原始的岩石形态和组构。显微镜作为应用广泛的光学仪器，能将肉眼不能分辨的微小物体放大，方便人们观察物体的微观结构特征，在显微镜下可以观察到岩石薄片的微观形态和结构，如在偏光显微镜下观察岩石薄片的光学特性，可以对岩石进行类别鉴定，在荧光显微镜下观察岩石薄片可以进行矿物的含油、含水分析。因此可以通过专业的图像采集设备获取显微镜下观察的岩石薄片图像，形成完整的岩石薄片图像资料，有助于保存原始岩石薄片的信息，对于岩石薄片的后期研究具有重要意义。

序列图的采集采用全自动显微图像采集系统，全自动显微图像采集系统在硬件上要求用计算机自动控制载物台x、y、z三轴，用于连续采集序列图像，也可以通过加入偏振片的方式改变光路，获得同一视域下不同角度的正交偏光图像。但是由于显微镜自身成像特性、相机靶面等因素的限制，采集的单幅图像往往只能反映整张薄片的部分视域信息，无法观察到整张薄片的全部概貌。因此需要通过移动载物台来连续采集一张薄片的多个视场，形成序列图像，然后采用图像拼接技术得到高分辨率的全薄片图像。

在显微图像的采集过程中，一张岩石薄片若在5倍的物镜的显微镜下拍摄，通常需要拍摄几十到几百张的图片不等，然后再将其拼接成完整的岩石薄片图。在图片采集时，通常需要采集岩石薄片的单偏光和正交偏光序列图，在序列图的采集过程中，若拍摄的初始位置设置在左上角和最终位置设置在右下角，然后通过初始设置确定拍摄图片的行数m和列数n，确定行列数后，载物台从左到右移动，拍摄第一行的n张图片，然后移动到第二行，从右到左移动，拍摄第二行的n张图片，以此类推，奇数行载物台从左到右移动，偶数行从右到左移动，直至整张薄片都拍摄完成，然后切换到正交偏光，载物台移动到拍摄初始位置，以同样的移动路径拍摄正交偏光序列图，若拍摄的初始位置设置在右下角，则移动方向相反。在某些视域内没有任何特征物体时，拍摄得到图像可能会出现“全白”或者“全黑”(正交偏光情况下)，传统的基于图像特征点的拼接方法无法捕获足够的特征点，也就无法计算图像间的单应矩阵，导致全薄片图像无法正常拼接。

发明内容

本发明的目的是提供一种修正岩石薄片单片光和正交偏光序列图由于特征点较少而无法拼接或拼接错位的方法。

本发明通过以下技术方法来实现上述目的：

1、一种岩石薄片的单偏光和正交偏光图拼接的优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)计算所有待拼接的单偏光图片的特征点数目，计算相邻图片的匹配点数目，用RANSAC算法剔除部分误匹配点，对匹配点数目小于4的图片进行标记；

(2)统计所有单偏光图片的单应矩阵坐标值，对被标记的图片的单应矩阵进行计算赋值；

(3)通过单应矩阵计算单偏光图片的位置矩阵信息，对计算出的位置矩阵信息进行检查；

(4)通过位置差值，对错误的位置矩阵信息进行修正；

(5)将修正后的正确的位置矩阵信息保存；

(6)使用位置矩阵信息指导单偏光图片进行图像融合；

(7)将步骤(5)中保存的位置矩阵信息读入，用于同一薄片的正交偏光图的融合计算。