[发明专利]一种CT检测系统的缺陷检出性能极限评估方法

权利要求书

1.一种CT检测系统的缺陷检出性能极限评估方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、通过机械加工手段制造与被检工件材质一致的圆形或方形对比试块，且对比试块扫描的截面积等于被检工件的截面积；

步骤2、将对比试块与被检工件采用相同X射线CT工艺进行扫描，分别获取对比试块和被检工件的截面CT图像；

步骤3、在对比试块的截面CT图像中，选取对比试块的内部区域进行灰度直方图统计，并进行高斯拟合，得到高斯拟合曲线，且该高斯拟合曲线为噪声分布函数；

步骤4、获取对比试块的CT图像垂直界面一维点扩散函数，并以一维点扩散函数的中心位置为圆心进行周向旋转计算，获得二维点扩散函数；

步骤5、设置需要发现缺陷的直径，以缺陷的直径生成理想缺陷灰度分布二维图像，将该理想缺陷灰度分布二维图像与步骤4中的二维点扩散函数进行卷积运算，得到理想退化缺陷灰度分布二维图像；

步骤6、统计步骤5中理想退化缺陷灰度分布二维图像的灰度直方图，计算出材料灰度峰值和缺陷灰度峰值，并将该灰度直方图与步骤3中的噪声分布函数进行卷积运算，获得理论含噪声缺陷灰度分布函数；

步骤7、在步骤6中得到的理论含噪声缺陷灰度分布函数中，在缺陷与材料的灰度峰值之间寻找谷值，并根据缺陷灰度峰值和该谷值对应的灰度值，计算谷值与缺陷峰值对应的灰度值之比，根据瑞利判据判断出当灰度值之比小于N时，缺陷可被检出，当灰度值之比大于N时，缺陷不可被检出，其中，0N≤1；

步骤8、在被检工件的CT图像中，缺陷直径以一个像素尺寸为单位，采用步骤5～步骤7相同的方法，计算不同像素尺寸缺陷的灰度值之比，以缺陷直径为横坐标，灰度值之比为纵坐标，利用缺陷拟合法对测量数据进行平滑插值处理，建立缺陷直径与灰度值之比的关系曲线；

步骤9、提取出步骤8中灰度值之比为N时对应的缺陷直径，该缺陷直径为该被检工件的理论缺陷检测极限。

2.根据权利要求1所述的CT检测系统的缺陷检出性能极限评估方法，其特征在于：所述步骤3的具体步骤为：

步骤3-1、设对比试块的CT图像中的灰度级为[0,L-1]，L为灰度级总数，在对比试块的截面CT图像中，选取对比试块内部区域进行图像灰度直方图统计，设对比试块中选取的区域内图像的灰度直方图序列h_f：其中，h_f＝M(j)，j为选取的区域图像中灰度级对应的像素值，即灰度值，j∈[0,L-1]，M(j)为选取的区域图像中灰度值为j的像素数量；

步骤3-2、对输出序列直方图h_f进行高斯拟合，得到拟合后的材料灰度高斯曲线函数H_f(j)，该拟合后的材料灰度高斯曲线函数H_f(j)为噪声分布函数，其中，拟合后的材料灰度高斯曲线函数H_f(j)为：

其中，a_f为材料灰度拟合后高斯曲线的幅值，μ_f为材料灰度拟合后高斯曲线的灰度值均值，σ_f为材料灰度拟合后高斯曲线的灰度值标准偏差。

3.根据权利要求1所述的CT检测系统的缺陷检出性能极限评估方法，其特征在于：所述步骤4的具体步骤为：

步骤4-1、当对比试块为圆形时，采用GB_T 29069-2012《无损检测工业计算机层析成像系统性能测试方法》中5.3圆盘卡法获得圆形对比试块CT图像垂直界面一维点扩散函数PSF(k)；

当对比试块为方形时，框选对比试块的边缘区域，该区域避开CT伪像区域，并且该区域尽量多的包含对比试块边缘，对该区域进行二值化分割，获取离散边缘点，对离散边缘点进行拟合获得拟合直线，在拟合直线两侧距离范围内，将同侧等距离点的灰度值进行合并取均值形成一维数组，即为边缘响应函数，该函数进行拟合平滑处理，求导获得方形对比试块CT图像垂直界面一维点扩散函数PSF(k)；

步骤4-2、以一维点扩散函数PSF(k)的中心位置为圆心进行周向旋转计算获得二维点扩散函数TDP(x,y)；其中，a和b为一维点扩散函数的中心位置。