论文部分内容阅读
岩芯是研究地层信息最具价值的实物材料,目前岩芯已可以通过岩芯扫描仪实现数字化的采集与保存。但是现有岩芯扫描仪普遍存在着图像分辨率不高,价格比较昂贵等问题,本文针对实际应用中提高分辨率、降低成本的需求,开展了基于线阵CCD的高分辨率岩芯扫描成像系统的研究工作,文章的主要研究工作如下:1、镜头是扫描系统采集图像的必要部件,但由于镜头的固有光学特性,使采集的图像存在一定程度的畸变,针对此问题,本文对黑白棋盘格坐标法进行了研究和改进,并把它应用到了图像的畸变校正方面,实验结果表明,该方法可以有效的对枕形畸变进行校正;线阵CCD获取二维图像必须借助电机的运动,但电机运动速度与CCD扫描行频的不匹配也会使图像产生畸变。依据“正方形原则”,即垂直分辨率与水平分辨率在相等情况下图像不会产生畸变,校正电机运行速度,使之与CCD行频相互匹配,从而校正了电机运动造成的图像畸变。2、岩芯图像质量的高低在一定程度上取决于线阵CCD的模拟前端,针对现有CCD模拟前端模块的时序驱动电路和数据缓存电路存在抗干扰能力弱、输出数据得不到有效缓冲等问题,本文改进了时序驱动电路和数据缓冲电路的设计,仿真和实验结果表明,改进的电路有效提高了输入信号抗干扰的能力,同时使输出数据得到了有效的缓冲和阻抗匹配。3、由于线阵CCD输出图像存在灰度不均匀、噪点较多等问题,必然影响图像的采集质量,本文采用两点法对岩芯图像进行灰度不均匀校正,实验结果表明两点法校正了岩芯图像的灰度不均匀性;另外针对图像的椒盐噪声,本文在传统中值滤波算法的基础上进行了研究和改进,使算法查找中值的计算次数减少到了18次,并在FPGA上实现了改进的中值滤波算法。实验结果表明,改进的中值滤波算法有效的抑制了椒盐噪声。从岩芯成像的实验结果可以看出,本文研究的线阵CCD岩芯扫描成像系统初步实现了岩芯图像的采集,图像的分辨率达到了4718DPI,而且系统的投入成本较低。