一种井下成像仪器偏心引起的视频图像失真校正方法技术

本发明专利技术公开了一种井下成像仪器偏心引起的视频图像失真校正方法，包括：步骤一：将可视化检测装置的摄像机在套管管柱中拍摄视频，进行套管管柱可视化检测；步骤二：对目标管柱进行三维网格化处理；步骤三：当摄像机与管柱同轴心时，管柱中心Ot与摄像机中心Op在xy平面坐标重合，坐标点为(0，0)，目标管段的像为同心圆环；步骤四：当摄像机与管柱同轴向但不同心时，相机中心Op在xy平面坐标为(opx，opy)，目标管段的像为偏心圆环；步骤五：根据步骤三与步骤四的模型进行偏心图像校正处理。该发明专利技术的技术效果为可以将偏心图像校正，以获得更好的观测视角和进行后续处理。视角和进行后续处理。视角和进行后续处理。

【技术实现步骤摘要】
一种井下成像仪器偏心引起的视频图像失真校正方法


[0001]本专利技术涉及管柱偏心图像校正
，具体为一种井下成像仪器偏心引起的视频图像失真校正方法。

技术介绍

[0002]油气井可视化检测装置是一种井下成像仪器偏心引起的视频图像失真校正方法，可用于检测套管表面视觉可见的套管缺陷，通常测试结果只提供视频图像。但检测装置在井筒中由于地心引力等原因，可视化检测装置的摄像头和管柱往往是不同心的，因此拍摄到的井筒图像存在偏心现象。本专利技术提供了一种井下成像仪器偏心引起的视频图像失真校正方法，可以将偏心图像校正，以获得更好的观测视角和进行后续处理。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种井下成像仪器偏心引起的视频图像失真校正方法，以实现上述
技术介绍
中提出技术效果。
[0004]为实现上述目的，专利技术提供如下技术方案：一种井下成像仪器偏心引起的视频图像失真校正方法，具体包括以下步骤：
[0005]步骤一：将可视化检测装置的摄像机在套管管柱中拍摄视频，进行套管管柱可视化检测，设定长度为L的目标管段距离摄像机的距离为D，管柱直径为Od；
[0006]步骤二：对目标管柱进行三维网格化处理，网格上所有点的坐标表示为矩阵g(x，y，z)，x轴、y轴为圆周方向，z轴为轴向方向，点坐标的计算公式如下：
[0007]z＝D+dL，
[0008]x＝Od/2*cos(θ)，
[0009]y＝Od/2*sin(θ)；
[0010]步骤三：当摄像机与管柱同轴心时，管柱中心Ot与摄像机中心Op在xy平面坐标重合，坐标点为(0，0)，目标管段的像为同心圆环，网格点在图像坐标系下的坐标为：
[0011]R＝K*Od/2/z，
[0012]x＝R*cos(θ)+W/2，
[0013]y＝
‑
R*sin(θ)+H/2；
[0014]步骤四：当摄像机与管柱同轴向但不同心时，相机中心Op在xy平面坐标为(opx，opy)，目标管段的像为偏心圆环，网格点在图像坐标系下的坐标为：
[0015]x＝R*cos(θ)+W/2+xoffset，
[0016]y＝
‑
R*sin(θ)+H/2+yoffset；
[0017]步骤五：根据步骤三与步骤四的模型进行偏心图像校正处理，利用可视化检测装置实际拍摄到的偏心图像，图像宽度W，高度H，中心坐标O(H/2，W/2)，在图像上绘制偏心三维模型，进行模型匹配，根据管柱图像特征通过模型匹配得到待校正区域半径rc，在图像坐标系中，圆心坐标(H/2+oty，W/2+otx)，摄像机中心坐标(H/2+opy，W/2+opx)，设校正图像大
小2rc*2rc，图像中心坐标(rc，rc)，校正图像圆形区域内，点(x，y)距离图像中心(rc，rc)的距离
[0018]r＝sqrt((x
‑
r1)^2+(y
‑
r1)^2)；
[0019]原图中半径为r的圆相对于原图像中心(H/2,W/2)的偏移量计算
[0020]ox＝opx
‑
(opx
‑
otx)*r/rc，
[0021]oy＝opy
‑
(opy
‑
oty)*r/rc，
[0022]校正图像中坐标为(x，y)的像素在原图中的坐标(x1,y1)由下式计算：
[0023]x1＝x
‑
rc+W/2+ox，
[0024]y1＝y
‑
rc+H/2+oy，
[0025]进行坐标扫描，完成所有点的计算和填充，即可得到校正后的图像。
[0026]优选的，步骤二中的z的取值范围为(D，D+L)；dL为轴向分度，单位为mm；θ为径向分度，取值范围为(0，2π)，单位为弧度。
[0027]优选的，所述步骤三种的K为相机系数，常数。
[0028]优选的，步骤四中的xoffset＝opx*K/z，Yoffset＝
‑
opy*K/z，其中的K为相机系数，常数。
[0029]与现有技术相比，专利技术的有益效果是：该基于空间三维模型投射变换的管柱偏心图像校正方法，可以进行油气井套损缺陷可视化检测获取到的井下图像的偏心校正，以获取更好的观测视角和进行后续处理。
附图说明
[0030]图1为管柱与摄像机位置示意图；
[0031]图2为当摄像机与管柱同轴心时的原理示意图；
[0032]图3为当摄像机与管柱同轴心时的网格点模型示意图；
[0033]图4为当摄像机与管柱同轴不同心时的原理示意图；
[0034]图5为当摄像机与管柱同轴不同心时的网格点模型示意图；
[0035]图6为利用可视化检测装置实际拍摄到的偏心图像示意图；
[0036]图7为偏心图像的偏心三维模型及进行模型匹配示意图；
[0037]图8为偏心校正前后对比示意图；
[0038]图9为利用校正图像得到的方位旋转校正图像示意图；
[0039]图10为利用校正图像得到的平面展开图像及三维表面图像示意图。
具体实施方式
[0040]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0041]如图1至图10所示，本专利技术提供一种技术方案：一种井下成像仪器偏心引起的视频图像失真校正方法，具体包括以下步骤：
[0042]步骤一：将可视化检测装置的摄像机在套管管柱中拍摄视频，进行套管管柱可视
化检测，设定长度为L的目标管段距离摄像机的距离为D，管柱直径为Od；
[0043]步骤二：对目标管柱进行三维网格化处理，网格上所有点的坐标表示为矩阵g(x，y，z)，x轴、y轴为圆周方向，z轴为轴向方向，点坐标的计算公式如下：
[0044]z＝D+dL，
[0045]x＝Od/2*cos(θ)，
[0046]y＝Od/2*sin(θ)；
[0047]步骤三：当摄像机与管柱同轴心时，管柱中心Ot与摄像机中心Op在xy平面坐标重合，坐标点为(0，0)，目标管段的像为同心圆环，网格点在图像坐标系下的坐标为：
[0048]R＝K*Od/2/z，
[0049]x＝R*cos(θ)+W/2，
[0050]y＝
‑
R*sin(θ)+H/2；
[0051]步骤四：当摄像机与管柱同轴向但不同心时，相机中心Op在xy平面坐标为(opx，opy)，目标管段的像为偏心圆环，网格点在图像坐标系下的坐标为：
[0052]x＝R*cos(θ)+W/2+xoffset，
[0053]y＝
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井下成像仪器偏心引起的视频图像失真校正方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤一：将可视化检测装置的摄像机在套管管柱中拍摄视频，进行套管管柱可视化检测，设定长度为L的目标管段距离摄像机的距离为D，管柱直径为Od；步骤二：对目标管柱进行三维网格化处理，网格上所有点的坐标表示为矩阵g(x，y，z)，x轴、y轴为圆周方向，z轴为轴向方向，点坐标的计算公式如下：z＝D+dL，x＝Od/2*cos(θ)，y＝Od/2*sin(θ)；步骤三：当摄像机与管柱同轴心时，管柱中心Ot与摄像机中心Op在xy平面坐标重合，坐标点为(0，0)，目标管段的像为同心圆环，网格点在图像坐标系下的坐标为：R＝K*Od/2/z，x＝R*cos(θ)+W/2，y＝
‑
R*sin(θ)+H/2；步骤四：当摄像机与管柱同轴向但不同心时，相机中心Op在xy平面坐标为(opx，opy)，目标管段的像为偏心圆环，网格点在图像坐标系下的坐标为：x＝R*cos(θ)+W/2+xoffset，y＝
‑
R*sin(θ)+H/2+yoffset；步骤五：根据步骤三与步骤四的模型进行偏心图像校正处理，利用可视化检测装置实际拍摄到的偏心图像，图像宽度W，高度H，中心坐标O(H/2，W/2)，在图像上绘制偏心三维模型，进行模型匹配，根据管柱图像特征通过模型匹配得到待校正区域半径rc，在图像坐标系中，圆心坐标(H/2+oty，W/2+otx)，摄像机中心坐标(H/2+opy，W/...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭，时峥，王巍岚，冯乔，豆明明，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司，
类型：发明
国别省市：