[发明专利]数字X射线图像焊缝分割和缺陷检测方法

权利要求书

1.一种数字X射线图像焊缝分割和缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1).图像预处理，包括滤波和增强；

2).焊缝的分割，包括阈值分割、寻找焊缝位置和焊缝提取，即用最大类间方差法进行阈值分割，做水平和竖直方向上的判断，在分割后的图像中寻找焊缝的位置；在去除了焊缝的背景和像质计干扰像素后，寻找图像中左上角和左下角的第一个变为黑色像素的两个点，将这两个点的坐标返回到原图像中，并将焊缝的宽度值设为150～250个像素，进行焊缝的提取；

3).缺陷检测，采用边缘检测和减影法相结合检测。

2.根据权利要求1所述的数字X射线图像焊缝分割和缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤1)中的滤波采用中值滤波进行图像处理前的滤波降噪，滤波窗口采用3×3像素大小，将图像中的噪声滤除。

3.根据权利要求1所述的数字X射线图像焊缝分割和缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤1)中的增强采用非线性函数进行增强，其中x和z分别为变换前和变换后的灰度值，G_max和G_min分别为变换前数字X射线图像x的最大灰度值和最小灰度值。

4.根据权利要求1所述的数字X射线图像焊缝分割和缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤2)中的阈值分割为先设定一个阈值T，通过T将图像的灰度值分为两组：t₁和t₂，且t₁＞T，t₂＜T，使组内方差最小并且使组间方差最大的那个T作为分割的阈值，采用这种选取阈值的方法能够将图像中想要得到的有效信息和背景很好地分离。

5.根据权利要求1所述的数字X射线图像焊缝分割和缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤2)中寻找焊缝位置采用下述技术方案，焊缝区别于别处像素的特征有两个，一是焊缝的宽度与别处不同，二是焊缝在竖直方向是连续不间断的，所以，为去除大部分的黑色干扰像素，只保留焊缝部分，采用焊缝的这两个特征进行判断；

首先在水平方向上，逐行进行扫描判断，对每一行逐渐累加各个部分的黑色像素的长度，统计其长度值，即连续的像素个数，长度介于T₁＝115和T₂＝130之间的保留，将其余不满足条件的像素值置为255，由此去除了左边大部分的黑色像素；

然后在竖直方向上，由于图像中存在像质计干扰因素，在其水平方向上宽度与焊缝相当，但是像质计在竖直方向上与焊缝明显的不同是其不连续，所以在竖直方向上的处理中，建立一个三维数组block[2000][20][2]，分别用于存放图像的行号、每一行连续的黑色像素区域数目、每块黑色像素的起始列号和终止列号；根据当前行疑似焊缝区域的索引号，判断当前行的前150行和后150行是否有焊缝疑似区域，若某一行有疑似区域，则进一步判断该行的起始像素和终止像素与当前行的起始像素和终止像素在竖直方向上的偏差是否小于50个像素；若条件满足，则保留，若不满足，则将像素值置为255。

6.根据权利要求1所述的数字X射线图像焊缝分割和缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤2)中的焊缝提取采用下述技术方案，经过步骤2)中寻找焊缝位置技术处理，图像中除了焊缝所在的位置为黑色像素，其余部分的黑色像素均已去除，在此基础上，从左向右，从下到上对图像扫描，找到图像中左上角和左下角的第一个黑色像素，根据两个像素的坐标值，确定出一条直线，经过统计，将焊缝的宽度设定为200个像素，然后返回原图中，保持焊缝部分不变，焊缝两侧的像素全部置为255，即提取出焊缝。

7.根据权利要求1所述的数字X射线图像焊缝分割和缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤3)中的缺陷检测首先采用Krisch算子做边缘检测，检测后的图像作为第一图像，然后采用7×7像素窗口进行滤波，弱化检测出的缺陷，将滤波后的图像作为背景图像，之后采用减影法，用第一图像减去背景图像，利用公式f_r＝f-f_b+const，其中f_r为背景去除后的缺陷图像，f为第一图像，f_b为模拟的背景图像，const是一常数，是为避免在计算时出现负值，其值取为差值图像f-f_b的中灰度为负值的所有像素中灰度最小者的绝对值；之后对得到的缺陷图像f_r进行二值化处理，即可得到完整的缺陷图。