2D光学薄片在3D多孔介质中的图像配准：应用于Berea砂岩数字岩心图像
地球物理
2025-04-14 v2 计算机视觉与模式识别
摘要
本研究提出了一种系统化的图像配准方法，用于在3D数字岩体体积内对齐2D光学薄片图像。通过采用差分进化优化的模板图像匹配技术，我们识别出3D空间中最相似的2D平面。该方法在合成多孔介质上进行验证，实现了精确配准；并应用于Berea砂岩，达到结构相似性指数（SSIM）为0.990。利用配准后的图像，我们基于配对的多模态图像探索了基于孔隙特征和有效弹性模量的升频特性。薄片图像显示出比已配准的CT平面多出50%的孔隙率和亚微米孔隙。此外，薄片得到的体积模量和剪切模量分别比从CT图像推导出的模量低25%和30%。除了数值比较外，薄片提供了额外的地质学信息，包括 Cementation（水泥作用）、矿物相和风化效应，这些在CT图像中并不明显。本研究表明，多模态图像配准在数字岩石物理学中通过整合互补成像模态，提高了计算岩石属性的潜力。
引用
@article{arxiv.2504.06604,
title = {Image registration of 2D optical thin sections in a 3D porous medium: Application to a Berea sandstone digital rock image},
author = {Jaehong Chung and Wei Cai and Tapan Mukerji},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.06604},
year = {2025}
}