蚁群聚类算法在岩心扫描图像分割中的应用.pdfVIP

|学术研讨| 生~~~_to_o链和9坦二旦: 蚁群聚类算法在岩心扫描图像分割中的应用 何风@ 魏志东③ 张石固③ (①长江大学泄气资源与勘探技术d敏育部〉重点实检室 ③渤海钻探工程公司第二隶井分公司长庆项 g部 ③渤海钻探工程公萄第二来并分公司作业三部) 摘要为7很好地从1:心担描画像中计算孔*皮，研究T 用。但u (最大矣间方矗法)J.法和蚁都聚集算法分别对1:心扫描图像 进行分割，结果...明利用蚁事1k真算法能很好地将目标从原圈像中分割由率，从而为后面计算孔隙皮提供了很好的基础。 主在甸词1:心CT扫描闺像蚁衅1k矣算法图像分割 近年来.岩心电子计算机X射线断层扫锥{简称CI扫描}技术在 各大油田广泛使用.有些汹回甚至为岩心cr扫描图像建立了专门的 敏捷库. 工业cl技术是上世纪ω年代兴起并迅速发展的-项高新技 术，能在无损条件下，测量计算出被测物断面的密度分布.并以计算 机图像的形式.通过灰皮变化反映出断面.u质的密度变化.从而清晰 直观地呈现出国际面内部结构情况及材质组成。 工业。-的实质是密度 测量。工业CI技术是-种综合性能锦标是优的先进的无损被测技 术，其应用领域十分广泛. 在国外， 早在上世纪盼年代工业cl技术 就被应用于汹气戴科学研究中，并发展成为研究汹气岩心等多孔介质 特性的重要工具.在国内.仰世纪年代随着我国工业CI技术的发 展及工业CI技术的引迸，这方面的应用研究才开始起步182. JA岩心cr扫描图像中 ， 不仅可以识别出储层的储集空间类型 (比如裂缝、 格洞、榕孔等信息) ，而且还可以识别裂缝发育的密度 和张开度、榕蚀孔洞的分布情况等倍息。然而，为了获得岩心的物性 偏息，比如面孔慰度，除了做实验获得之外，还可以用图像处理的方 法从绪心C白描图像中获得。 为了准确地计算岩心的面孔隙度.必 须先对岩心CT扫描图像远行分割，这样，夜们才能将目标与背景分 离出来，从而为后面的面巩政度计算打下坚实基础。但是传统的分割 方法都有自己的缺点和边用范围.所以必须研究合远的方法来对其进 行分割。 1 徽串串襄樊法及穰序流疆囱 蚁草草算法的离散性和并而性特点对费生字图像处理非常适用.近几 年许多国内外研究者应用蚁掷算法在倒像分割、图像特征提取、图像 匹配、且像统理分炎等领就取得了相当丰富的研究成巢飞 设计了一种基于蜕掷，草法的图像分割方法. i革方法将图像分割着 你对具有不阁将征的像青青送行.类的过程，然后综合考.$图像中每个 像素的灰皮、 ，~蜡度等特征，利用改进的蚁群jJ法的模糊聚类能力，求 出像素分别对目标、边界、背景及硕F菌的东属It.从而成功将目标从 岩芯扫姗图像中分翻出来。 给定原始图像X. 将每个像素X， (.j=1.2.…，N) 看做一只蚂蚁。 每个蚂蚁是以灰皮、梯度为将徒的二维向量。任意像量tx.itlx，的距离 为 d，. 可用以下公式进行计算叫 「了一 (1) 式中m为蚂蚁的维数，这里的m为21 P.为加权因子.其值根据像 .各分量对襄樊的影响程度设定. 设r为襄樊半径? ph，为信息量，则 有 IL 着d Sr ph, -\0. -li ~J x.选择iJJx，筒役的概率 P， 为 I ph;(I)l\:价悟， P, =(丢冈州(1) -,-- \0. 否则 (2) (3) 式中. Sc(JC.ld丙r.但1.2.……NI为可行篇径集合。经过一次循 环，各路径上信息量可根据下式进行调整 ph， (I+I)叫1-的ph，(11 + tJph, (4) 帆·主制; (5) 引导函数为: tt， 斗--，--←: (的 吁 J艺P.(x.-c~) 式中r表示襄樊半径。 程序流程因为2 (1) 初始化α. 自 .λ. r. ph，筹参疆生。 (2) 根据公式( 1) ，计算像曾X刻不同初始襄樊中心的J!!离 d，. 如果 d.为零.则该像素到该笑的:1ft属度为1，否则，如巢 d，t ， 根据 公王起;(6)计算引导函傲，并根据公式 (4) 计算x.ilJ各路径的俄息.. (3) 根据公式(剖，计算像素的集属度，判断黛属度是否大于 λ. 着大于λ. 则根据公式 (5) 计算信息量A肉 更新信息量.并 被下式更新!lJj~聚突中心，其中』表示~中元素个数. E斗2，;X. (7) J .... (4) 计算各类的笑|可距离，当笑间距离小于倒值t时.将两类 合并为一炎，更新襄樊中心。 (5) 如果还有待分类像素，则跳转到 (2) 步，否则结束计算并 输出结果。 2 实例分析 分JlJ用otsu算法、蚁自草襄樊，事法对篡汹囚碳酸盐绪地层岩心p扫描 图像选行了分割。研究区的岩心扫锚的原始图像大小都是512 x 512. 囱图 l所示， 副a为A井某深度段的岩心扫他图像.从该剧中可以看