巖石X射線CT信號的分頻處理.pdf

1、計算機斷層成像(Computed Tomography)簡稱CT,是X射線照相術與復雜的計算機信號處理方法相結合的產(chǎn)物,它在許多科學領域都得到了應用,80年代后期,它被用于觀察巖石的內部結構。CT信號通常用CT數(shù)表示,并以圖形或圖像的形式展示。但是由于計算機灰度圖像以及人眼分辨能力的限制,需要提高巖石CT圖像分辨率,以便能夠在直觀分析CT信號時得到準確判斷。 為了提供高質量清晰的計算機灰度圖像,本文從CT機工作原理出發(fā),選擇了一

2、組同一試樣第一掃描斷面的實測CT數(shù)據(jù)作為研究對象,根據(jù)這些CT信號的特點,應用傅立葉變換和小波變換的濾波功能進行分頻處理,通過對巖石CT信號進行分解與重構,將CT信號分解為低頻信號和高頻信號兩部分。其中,低頻信號反映主體信息,高頻信號反映細節(jié)信息,總的處理目標是“總體一致,細節(jié)突出”。“總體一致”反映了低頻信號的可比性,“細節(jié)突出”則反映了高頻信號的清晰度。通過分頻后的CT低頻信號對比分析,發(fā)現(xiàn)低頻信號之間具有一致性,分頻之后的高頻信號

3、圖像分辨率比分頻前有所提高,并與裂紋有明顯的對應關系。 分頻處理表明,CT低頻信號是一種確定性信號,相互之間具有可比性,反映了巖石試樣內部結構的總體特征；CT高頻信號則表現(xiàn)為一種隨機信號,它反映了巖石試樣受外荷載作用過程中巖石內部密度的變化和CT機引起的隨機干擾。通過分頻處理顯示兩種CT圖像,可顯著提高圖像分辨率。 為了獲得試樣在加荷過程中其內部結構的變化,采用了同心環(huán)和裂隙域兩種統(tǒng)計方案對高頻CT信號進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計,統(tǒng)計