【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种油套管环腔内环形成像校正的方法及装置，属于图像处理。
技术介绍
1、石油是工业的血液，对于促进国家经济社会发展至为关键。而油气生产需要依靠套管和油管建立起的油气生产通道，套管和油管的腐蚀、材料老化等风险会引起油气生产通道的不正常运行而导致非计划停工，会带来不可估量的损失。随着视觉监测技术智能化程度不断提高，监测速度愈来愈快、监测效率愈来愈高、而且能够实现缺陷的可视化。普通工业相机的视野小，在拍摄的过程中不能得到油套管环腔两侧的视野，而具有大视场、高分辨率的全景成像系统在各领域应用越来越广泛。基于双曲面反射镜面的全景摄像机得到的图像为环形图像，不能直接用来合成适宜观看的二维图像，以及检测区域的图像变形造成对图像质量以及监测效果的影响问题。特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种油套管环腔内环形成像校正的方法及装置，还原了原有的缺陷特征，提高了视觉监测对缺陷特征的识别，以及视觉监测图像质量。
2、本专利技术通过一种基于双曲面反射镜的相机成像模型和光学原理的方式-环形图像校正，接着对校正后的矩形图像中的变形监测区域进行校正，得到矩形无变形图像，还原了原有的缺陷特征，明显提高了视觉监测对缺陷特征的识别，以及视觉监测图像的质量。
3、本专利技术提供的油套管环腔内环形成像校正的方法，包括如下步骤：
4、步骤a、准备一个附有圆形标定纸的原始环形图像，通过计算环形图像与环形图像校正后的二维矩形图上的坐标的映射关系，遍布整
5、步骤b、对得到二维矩形变形图像中的像素点，提取并对每相邻四个像素点进行分组，求出与目标像素点之间对应的头数变换矩阵，进而得到变形校正模型；
6、步骤c、将待校正的矩形图像赋予到校正模型中，通过小区域-整体的透视变换方式，获取矩形不变形图像。
7、进一步地，步骤a包括下述步骤：
8、a1、通过计算环形图像上的点p和空间中的点p’的对应关系，以及空间中的点p’和所述二维矩形图像上的点p”的对应关系，得到p和p”的坐标映射关系，如下式所示；
9、
10、
11、其中a、b、c为成像系统的镜面参数，f为成像系统的焦距，l为投影面的半径；
12、步骤a2，将所述步骤a1中的映射关系遍布整个检测区域，得到二维矩形图。
13、进一步地，步骤b包括下述步骤：
14、步骤b1、提取出二维矩形图像中对应检测区域m×n的像素点；
15、步骤b2、对提取的像素点按照行从小到大分成n组(双曲面纵方向垂直投影不会导致像素点的偏移)；
16、步骤b3、对每一组里的像素点进按照列从小到大排序；
17、步骤b4、提取(i)(i+1)(j)(j+1)每相邻的四个像素点；
18、步骤b5、将步骤b4中所有每相邻的4个像素点存入对应的子集里；
19、步骤b6、设定m×n目标像素点(无变形时)并确定像素距离；
20、步骤b7、重复上述步骤b2、b3、b4、b5；
21、步骤b8、求出两个子集中每四个像素点对应的所有的透视变换矩阵，得到校正模型并保存，一对四个像素点计算透视变换公式如下：
22、
23、其中(xi，yi)和(xi，yi)(i＝1，2，3，4)分别是二维矩形图像和目标像素的点，计算出映射矩阵中的参数，进而得到校正模型。
24、进一步地，步骤c包括下述步骤：
25、步骤c1、准备一个待校正的二维矩形图像；
26、步骤c2、将待校正的矩形图像赋予到校正模型中；
27、步骤c3、通过校正模型中的透视变换矩阵，获取校正后的图像；
28、步骤c4、对校正后的图像进行融合拼接得到矩形无变形图像；
29、步骤c5、存储矩形无变形图像。
30、进一步地，所述变形校正的形状可以为矩形、方形或其他平面几何图形。
31、再进一步地，所述环形图像可以为鱼眼镜头图像、广角镜头图像或其他形式的镜头图像。
32、本专利技术还提供了一种油套管环腔内环形成像校正的装置，包括：
33、二维矩形图像获取模块，用于将环形图像通过环形图像校正的方式得到矩形变形图像；
34、进一步地，二维矩形图像获取模块包括：
35、环形图像存放单元，用于存放环形图像；
36、环形图像校正模型单元，用于将环形图像赋予到环形图像校正模型中获取二维矩形图像，其与所述环形图像存放单元相连接；
37、矩形变形图像存放单元，用于存放环形图像通过环形图像校正获得的矩形变形图像并保存。
38、变形校正模型生成模块，用于存放变形校正模型以及通过对二维矩形图像中的每相邻的4个像素点和目标像素点进行坐标透视变换计算，得到透视变换矩阵，遍布整个检测区域，生成变形校正模型并保存，其与所述二维矩形图像获取模块相连接；
39、进一步地，变形校正模型生成模块包括：
40、变形校正模型存放单元，用于存放变形校正模型；
41、用于校正的二维矩形图像存放单元，其与所述变形校正模型存放单元相连接；
42、二维矩形图像第一赋予单元，用于将所述用于提取二维矩形图像存放单元中的用于校正的矩形图像检测区域对应的像素点，通过求出与目标像素点之间的透视矩阵，其与所述用于校正的矩形变形图像存放单元相连接。
43、矩形无变形图像获取模块，用于存放校正后的矩形无变形图像，其与所述变形校正模型生成模块相连接；
44、进一步地,所述矩形无变形图像获取模块包括：
45、二维矩形图像第二赋予单元，用于将所述用于校正的二维矩形图像存放单元中的用于校正的矩形图像赋予到所述变形校正模型存放单元中的变形校正模型中，其与所述用于校正的二维矩形图像存放单元相连接；
46、变形校正模型校正单元，用于校正所述二维矩形图像第二赋予单元中用于校正的矩形图像，赋予到所述变形校正模型生成模块中的变形校正模型中，获取局部矩形无变形图像，其与所述二维矩形图像第二赋予单元相连接；
47、校正图像融合拼接单元，用于将校正后的图像进行拼接优化得到局部矩形无变形图像，其与所述变形校正模型校正单元相连接；
48、校正图像存放单元，用于将所述待校正的二维矩形图像赋予到所述变形校正模型生成模块中的变形校正模型中，获取矩形无变形图像并保存。
49、本专利技术通过将环形图像进行环形图像校正，并通过对校正图像进行小规模区域到整个检测区域的透视变换方式，实现将环形图像校正适宜观看的二维矩形无变形图像,通过这种方法还原了原有的缺陷特征，提高了视觉检测对缺陷特征的识别，以及视觉监测质量。
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1.一种油套管环腔内环形成像校正的方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤A中按照下述步骤得到所述二维矩形图像：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤B中按照下述步骤得到所述变形校正模型：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤C包括如下步骤：
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：所述环形图像为鱼眼镜头图像、广角镜头图像或其他形式的镜头图像。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法变形校正的形状为矩形、方形或其他平面几何图形。
7.一种油套管环腔内环形成像校正的装置，包括：
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述二维矩形图像获取模块包括：
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于：所述变形校正模型生成模块包括：
10.根据权利要求7-9中任一项所述的装置，其特征在于：所述变形校正图像获取模块包括：
【技术特征摘要】
1.一种油套管环腔内环形成像校正的方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤a中按照下述步骤得到所述二维矩形图像：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤b中按照下述步骤得到所述变形校正模型：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤c包括如下步骤：
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：所述环形图像为鱼眼镜头图像、广角镜头图像或其他形式的镜头...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯桓榰，殷志明，张兴全，田得强，陈迎锋，王毛毛，桂晶，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司，
类型：发明
国别省市：
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