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原文传递基于数字图像的岩心内部微裂纹识别方法、系统、装置

专利名称：	基于数字图像的岩心内部微裂纹识别方法、系统、装置
摘要：	本发明属于岩石特性分析领域，具体涉及一种基于数字图像的岩心内部微裂纹识别方法、系统、装置，旨在为了解决岩心内部微裂纹无法识别的问题。本发明方法包括：获取第一岩样，通过CT扫描获取初始切片序列，并获取初始切片序列中各初始切片的参考图点；基于三轴加压设备对第一岩样进行压裂试验，通过CT扫描获取不同加载强度下与初始切片序列对应的各过程切片序列；基于局部区域图像匹配的方法，获取参考图点在各过程切片中的对应点，得到各过程切片的第一位移场；基于各过程切片的第一位移场，获取亚像素定位后的匹配图点，获得第二位移场，并提取岩石形变破坏后的微裂纹。本发明有效地提高了裂纹的识别精度，有利于模拟岩石裂纹的扩展与演化。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国科学院地质与地球物理研究所
发明人：	武艳芳;李晓;郑博;毛天桥;李关访
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-11T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910290206.5
公开号：	CN110057846A
代理机构：	北京市恒有知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	郭文浩;尹文会
分类号：	G01N23/046(2018.01);G;G01;G01N;G01N23
申请人地址：	100029 北京市朝阳区北土城西路19号
主权项：	1.一种基于数字图像的岩心内部微裂纹识别方法，其特征在于，包括：步骤S10，获取第一岩样，通过CT扫描获取初始切片序列，并获取所述初始切片序列中各初始切片的参考图点；步骤S20，基于三轴加压设备对第一岩样进行压裂试验，通过CT扫描获取不同加载强度下与所述初始切片序列对应的各过程切片序列；步骤S30，基于局部区域图像匹配的方法，获取所述参考图点在各过程切片中的对应点，得到各过程切片的第一位移场；步骤S40，基于各过程切片的第一位移场，获取亚像素定位后的匹配图点，获得第二位移场，并提取岩石形变破坏后的微裂纹。 2.根据权利要求1所述的基于数字图像的岩心内部微裂纹识别方法，其特征在于，步骤S30“基于局部区域图像匹配的方法，获取所述参考图点在各过程切片中的对应点”中，参考图点P在过程切片(N,M)中的对应点的获取方法为：以基于点P构建包含该点的子区；所述子区的大小为预设尺寸；以所述子区的大小构建滑窗在过程切片(N,M)片上遍历，获得一组待匹配图像，分别计算各待匹配图像与所述子区的相关系数；基于所计算的相关系数，获取与所述子区匹配度最高的待匹配图像，作为匹配图像；基于点P在所述子区的位置关系，计算匹配图像中同样位置关系的点D，作为点P在过程切片(N,M)中的对应匹配图点；其中，N为加载强度的序号，M为过程切片序列中过程切片的序号。 3.根据权利要求2所述的基于数字图像的岩心内部微裂纹识别方法，其特征在于，点P在所述子区的位置关系为：点P为所述子区的中心点。 4.根据权利要求2所述的基于数字图像的岩心内部微裂纹识别方法，其特征在于，所述各待匹配图像与所述子区的相关系数，其计算方法为：其中，C为相关系数，f(x,y)为参考图点对应子区的灰度值分布g(x,y)为过程切片中待匹配图像的灰度值分布。 5.根据权利要求2所述的基于数字图像的岩心内部微裂纹识别方法，其特征在于，所述过程切片的位移场，其获取方法为：获取所有参考图点在过程切片(N,M)中的对应匹配图点，并计算各参考图点的位移量，获得过程切片(N,M)的位移场。 6.根据权利要求2所述的基于数字图像的岩心内部微裂纹识别方法，其特征在于，步骤S40“提取岩石形变破坏后的微裂纹”的过程中，对过程切片的匹配图点进行亚像素定位，其方法为：其中，为亚像素定位后的匹配图点；(x0,y0)为参考图点；(u,ν)表示(x0,y0)点的位移；Δx与Δy分别是整像素位移对应的亚像素位移；gx为X方向的一阶梯度；gy为y方向的一阶梯度；f为原始图像的像素；g为压裂后图像的像素。 7.根据权利要求1-6任一项所述的基于数字图像的岩心内部微裂纹识别方法，其特征在于，步骤S20中“不同加载强度”，其获取方法为：分别对多个第二岩样进行压裂试验，分别获取各第二岩样的峰值强度；对各第二岩样的峰值强度进行均值计算，获得峰值强度均值；基于预设的加载强度比值，获取各比值对应的加载强度用于触发CT扫描；其中，所述第二岩样与所述第一岩样取自同一块岩石，并且钻取的层理相同。 8.根据权利要求1-6任一项所述的基于数字图像的岩心内部微裂纹识别方法，其特征在于，该方法还包括步骤S50：基于各过程切片的第一位移场或第二位移场，获取岩石每个切片的水平位移场和垂直位移场，判断裂纹的类型。 9.一种基于数字图像的岩心内部微裂纹识别系统，其特征在于，包括：初始切片获取模块、过程切片获取模块、位移场获取模块、微裂纹识别模块；所述初始切片获取模块，配置为获取第一岩样，通过CT扫描获取初始切片序列，并获取所述初始切片序列中各初始切片的参考图点；所述过程切片获取模块，配置为基于三轴加压设备对第一岩样进行压裂试验，通过CT扫描获取不同加载强度下与所述初始切片序列对应的各过程切片序列；所述位移场获取模块，配置为基于局部区域图像匹配的方法，获取所述参考图点在各过程切片中的对应点，得到各过程切片的第一位移场；所述微裂纹识别模块，配置为基于各过程切片的第一位移场，获取亚像素定位后的匹配图点，获得第二位移场，并提取岩石形变破坏后的微裂纹。 10.一种处理装置，包括处理器、存储装置；处理器，适于执行各条程序；存储装置，适于存储多条程序；其特征在于，所述程序适于由处理器加载并执行以实现权利要求1-8任一项所述的基于数字图像的岩心内部微裂纹识别方法。
所属类别：	发明专利