[发明专利]数字X射线图像焊缝分割和缺陷检测方法无效

专利信息
申请号: 201110022401.3 申请日: 2011-01-20
公开(公告)号: CN102175700A 公开(公告)日: 2011-09-07
发明(设计)人: 李振华;徐胜男;魏宗娟;张光先 申请(专利权)人: 山东大学
主分类号: G01N23/04 分类号: G01N23/04;G01N23/18;G06T5/00
代理公司: 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 代理人: 王吉勇
地址: 250061 山东*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 数字 射线 图像 焊缝 分割 缺陷 检测 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种辐射成像技术,属于无损检测领域,尤其是一种数字X射线图像焊缝分割和缺陷检测方法。

背景技术

目前焊接是现在制造领域的一种重要工艺方法之一。随着计算机技术、自动控制技术以及信息和软件技术迅速地引入焊接领域,焊接生产自动化、智能化已经成为21世纪焊接技术发展的重要方向。计算机视觉技术以其信息量大、精度高、检测范围大等特点,在焊接缺陷的检测领域得到了广泛的应用。而X射线检测是常规无损检测常用的重要方法之一,是保证焊接质量的重要技术,其检测结果将作为焊缝缺陷分析和质量评定的重要判定依据。

X射线检测是将强度均匀的射线照射到被测的物体,使透过的射线在照相胶片上感光,而在成像的底片上,可以检测出被检测物体的焊接缺陷位置、类型、尺寸和数目等。传统的缺陷检测方法主要由评片人员手工完成,不仅工作量大,且容易造成缺陷的误判和漏判等。现代机械制造对精度的要求越来越高,人工操作越来越不能满足生产发展的需要。

近年来,一些具有应用价值的焊缝图像缺陷检测系统应运而生。这些系统利用计算机完成对底片信息的管理,通过数字图像处理来实现图像的增强、滤波、分割以及缺陷检测等。采用这种方法可以大大提高检测效率,但是由于缺陷检测技术尚未成熟,目前的缺陷检测方法仍存在检测速度慢、检测方法单一、不能实时处理等诸多问题。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足,针对焊接过程中具有特定宽度且为竖条形一系列外部特征比较稳定的焊缝,提供一种检测速度快、检测手段合理、能实时处理的数字X射线图像焊缝分割和缺陷检测方法。

为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:

一种数字X射线图像焊缝分割和缺陷检测方法,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。

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。

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,Gmax和Gmin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。

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。

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。

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