The invention provides a shale CT imaging method and a device, relating to the field of micro nano CT imaging technology. Through the projection matrix generating shale; according to the projection matrix to generate a random distribution and random row column vector vector distribution; according to the random distribution of column vectors from the projection matrix to obtain a random column vector, the column vector of random projection data processing based on projection data obtained after noise reduction; according to the random vector distribution from the projection matrix in a row vector, the random vector projection data of the denoised image processing based on CT, finally obtained. This method can effectively reduce noise interference, and make the processing speed faster and improve the accuracy. It is of great significance to study the shale oil and gas stored in shale.
【技术实现步骤摘要】
页岩CT成像方法及装置
本专利技术涉及微纳米CT成像
,具体而言,涉及一种页岩CT成像方法及装置。
技术介绍
近年来,微纳米CT技术广泛的应用于地质、地球化学、地球物理等领域,并对这些领域的研究带来了积极的意义。以页岩为例,页岩内存储页岩油气,在能源稀缺的年代,对页岩内存储的页岩油气研究显得极为重要。但由于页岩油气在页岩内存储方式特殊,只有对于其内部的纳米级孔喉分布状况进行研究,才能有效获得页岩内页岩油气的分布状况。因此,对页岩进行微纳米CT成像对页岩内存储的页岩油气研究具有重大意义。传统对页岩CT成像的方法是基于傅里叶中心切片定理进行滤波反投影。这是一种显式的,计算速度较快的图像重构方法。但这种方法会产生伪影,使用效果不佳。近年来,随着计算能力的逐年提高,人们用基于迭代的图像重构方法替代传统方法。但现有的基于迭代重构方法收敛速度较慢,且在有噪音的时候不一定能有效收敛到较好的结果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种页岩CT成像方法,用以改善上述问题。本专利技术的另一目的在于提供一种页岩CT成像装置,用以改善上述问题。为了实现上述目的,本专利技术实施例采用的技术方案如下:本专利技术实施例提供一种页岩CT成像方法,所述方法包括:生成页岩的投影矩阵;依据所述投影矩阵生成随机列向量分布以及随机行向量分布;根据所述随机列向量分布从所述投影矩阵中获得一随机列向量,基于所述随机列向量对投影数据进行处理,得到降噪后的投影数据;根据所述随机行向量分布从所述投影矩阵中获得一行向量,基于所述随机行向量对所述降噪后的投影数据处理,得到CT图像。本专利技术实施例还提供一 ...
【技术保护点】
一种页岩CT成像方法,其特征在于,所述方法包括:生成页岩的投影矩阵;依据所述投影矩阵生成随机列向量分布以及随机行向量分布;根据所述随机列向量分布从所述投影矩阵中获得一随机列向量,基于所述随机列向量对投影数据进行处理,得到降噪后的投影数据;根据所述随机行向量分布从所述投影矩阵中获得一行向量,基于所述随机行向量对所述降噪后的投影数据处理,得到CT图像。
【技术特征摘要】
1.一种页岩CT成像方法,其特征在于,所述方法包括:生成页岩的投影矩阵;依据所述投影矩阵生成随机列向量分布以及随机行向量分布;根据所述随机列向量分布从所述投影矩阵中获得一随机列向量,基于所述随机列向量对投影数据进行处理,得到降噪后的投影数据;根据所述随机行向量分布从所述投影矩阵中获得一行向量,基于所述随机行向量对所述降噪后的投影数据处理,得到CT图像。2.如权利要求1所述页岩CT成像方法,其特征在于,所述依据所述投影矩阵生成随机列向量分布以及随机行向量分布的步骤包括:获取所述投影矩阵的列向量的二范数的平方、行向量的二范数的平方以及所述投影矩阵的Frobenius范数的平方;依据所述Frobenius范数的平方以及所述列向量的二范数的平方,获得所述随机列向量分布:其中,a(j)表示所述投影矩阵的第j列列向量,表示所述第j列列向量的二范数的平方,表示所述Frobenius范数的平方,P(Y=j)表示随机列向量为所述第j列列向量的概率;依据所述Frobenius范数的平方以及所述行向量的二范数的平方,获得所述随机行向量分布:其中,a(i)表示所述投影矩阵的第i行行向量,表示所述第i行行向量的二范数的平方,表示所述Frobenius范数的平方,P(Y=i)表示随机行向量为所述第i行行向量的概率。3.如权利要求2所述页岩CT成像方法,其特征在于,所述根据所述随机列向量分布从所述投影矩阵中获得一随机列向量,基于所述随机列向量对投影数据进行处理,得到降噪后的投影数据的步骤包括:依据所述随机列向量以及所述随机列向量的二范数的平方,利用公式:获取更新后投影数据,其中,K代表更新次数,ZK代表第K次更新后获得的所述更新后投影数据,ZK-1表示第K-1次更新后获得的所述更新后投影数据,K为不小于1的整数,且当K-1=0时,ZK-1代表所述投影数据,a(Y)表示所述随机列向量,表示所述随机列向量的二范数的平方,<a(Y),ZK-1>表示所述随机列向量与所述投影数据的内积;比较所述更新次数是否小于预设的第一迭代次数;当根据所述随机列向量分布从所述投影矩阵中再次获得的一随机列向量,并依据所述更新后投影数据、再次获得的所述随机列向量以及再次获得的所述随机列向量的二范数的平方,重复所述获取更新后投影数据的步骤,直至所述更新次数等于所述第一迭代次数;依据所述更新后投影数据,利用公式:B1=B0-ZT1,获取所述降噪后的投影数据,其中B1代表所述降噪后的投影数据,B0代表所述投影数据,ZT1代表当所述更新次数等于所述第一迭代次数时,所获得的所述更新后投影数据。4.如权利要求2所述页岩CT成像方法,其特征在于,所述根据所述随机行向量分布从所述投影矩阵中获得一随机行向量,基于所述随机行向量对所述降噪后的投影数据处理,得到CT图像的步骤包括:依据所述随机行向量、所述随机行向量的二范数的平方以及所述降噪后的投影数据,利用公式:获取迭代图像,其中,M代表迭代次数,xM代表第M次迭代后获取的所述迭代图像,xM-1代表M-1次迭代后的所述迭代图像,K为不小于1的整数,且当M-1=0时,xM-1代表零向量,a(X)表示所述随机行向量,表示所述随机行向量的二范数的平方,<a(X),xM-1>表示所述随机行向量与所述M次迭代前的所述迭代图像的内积,X代表所述随机行向量在所述投影矩阵中的行数,BX代表所述降噪后的投影数据中位于第X行的元素,代表所述随机行向量的转置;比较所述迭代次数是否小于预设的第二迭代次数;当所述迭代次数小于所述第二迭代次数时,根据所述随机行向量分布从所述投影矩阵中再次获得的一随机行向量,并依据迭代后的所述迭代图像、再次获得的所述随机行向量以及再次获得的所述随机行向量的二范数的平方,重复所述获取迭代图像的步骤,直至所述迭代次数等于所述第二迭代次数;当所述迭代次数等于所述第二迭代次数时,停止迭代,得到所述CT图像,其中所述CT图像为所述迭代次数对应的所述迭代图像。5.如权利要求1所述页岩CT成像方法,其特征在于,在获取投影矩阵的步骤之前,所述方法还包括:获得对所述页岩不同投影角度的入射光强以及出射光强;计算所述出射光强与所述入射光强的比值;对所述比值的对数离散化处理后,获取所述投影数据。6.一种页岩CT成像装置,...
【专利技术属性】
技术研发人员:王彦飞,唐巍,
申请(专利权)人:中国科学院地质与地球物理研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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