[发明专利]一种基于三维欧氏距离的岩石空间结构距离图的计算方法

说明书

本发明提供一种基于三维欧氏距离的岩石空间结构距离图的计算方法，提出空间分割和空间距离游标结合的方法，将原始的三维二值图像沿x‑z,y‑z面分割成多块，分别送入多个计算机中，对每个分块采用空间游标两次遍历图像更新距离值，从xy坐标最小的分块开始进行融合，以面为基础单位，两个块的融合通过面的融合来更新整体距离值，对所有块均进行融合后更新距离值便生成了整体欧氏距离图。其优点在于，以距离游标为单位遍历整张图像两次便可生成精确欧氏距离图，大大简化了计算复杂度，且对待处理的图像按一定规则分割后，同时在多条线程或计算机上进行并行运算，既解决了单个图像过大内存难以承担的问题，并加快了计算速度。

技术领域

本发明属于数字岩心技术领域，具体涉及一种基于三维欧氏距离的岩石空间结构距离图的计算方法。

背景技术

欧氏距离变换是计算空间点到目标点距离的过程，由研究对象的所有点的欧氏距离组成的欧氏距离图可以很形象的表征自身的空间拓扑关系。目前在许多领域都有重要应用，如油藏微观研究的载体——数字岩心领域。传统的距离变换方法如Voronoi图搜索、边界剥离等方法大多基于二维图像，且效率不高，耗时较长。随着数字岩心技术领域以及成像技术领域的不断发展，研究已经逐渐从二维岩心断层图像深入到三维岩心立体图像，但是针对三维图像的结构评估算法还不够成熟，真实的岩心空间拓扑结构的表征仍是一个技术难点，也是一个十分重要的技术领域。并且如果一次传入的图像过大可能因内存不足而导致无法运算，或是计算资源不足导致整体过程缓慢。

发明内容

技术上述问题，本发明提供一种能简化了计算复杂度，提高运算速度的岩石空间结构距离图的计算方法。其技术方案为，

一种基于三维欧氏距离的岩石空间结构距离图的计算方法，包括以下步骤，

S1.利用高精度扫描仪器，获得待测岩石的三维图像，并对图像进行二值分割，得到岩石三维二值图像；

S2.以x-z,y-z平面为基准，将原始三维图像均等分为多块，并将每一块沿x轴顺序编号，按编号分别将编号对应的图像读取入不同计算机，采用多台计算机并行运算；

S3.对每个块图像的所有孔隙点的像素值赋无穷大，固体点为0；

S4.按编号顺序提取一个图像块，设置距离游标及扫描方向，生成空间距离游标，记录每一个目标点距离最近的背景点的地址,同时利用目标点到每个邻居的距离和它每个邻居到最近背景点的距离可以得到当前这个点对应的欧式距离值；

S5.判断当前编号是否为最大值，若是，进行下一步，若不是重复步骤S4。

S6.对编号相邻的块进行合并，具体表现为通过一个三维空间距离游标在接触面上滑动，更新接触面上的距离值，如果某个面的值发生了改变，那么在对应内部所有距离值重复S4-S6；

S7.对所有相邻块均进行融合后，便可以得到岩石内部空间结构的距离图。

进一步的，所述步骤S4中，若游标中有体素数值为“0”的点，计算中心体素到所有数值为“0”体素点的距离，取其中最小值替换初始所设的无穷大，

进一步的，所述步骤S4中，若游标中没有体素数值为“0”的点，被测点的欧式距离＝邻域中欧式距离最小值+被测点到该邻居点的距离+两倍的两距离向量之积，并更新数据体中所有像素点的欧式距离值，假设三维空间中存在两点p、q，p点到边缘处的最小平方欧式距离为L.假设点q为点p的26邻居中距离边缘最近的邻居点,即q点的平方欧式距离值最小,点q到相应边缘点b的平方欧式距离在另一3×3×3的三维游标中计算求得,为L₁中心点p到邻居点q的平方欧式距离为L₂(1≤L₂≤3),则L与L₁,L₂之间的关系有