[发明专利]一种基于多视图TFM的联合缺陷定量方法

说明书

本发明公开了一种基于多视图TFM的联合缺陷定量方法，包括：分别计算选取的多个TFM视图下的TFM图像强度；在每一种模式下，根据已知的工件形状和结构，分析识别各不同视图中与工件结构本身直接相关的图像特征和其他模式的伪像，识别出与缺陷相关的图像特征；对不同TFM视图图像进行分割处理，并提取出可能的缺陷成像区域，获得仅包含缺陷成像区域的图像强度；将不同TFM视图的仅包含缺陷成像区域的图像强度叠加求和，得到多视图联合TFM图像；在多视图联合TFM图像中，根据与缺陷相关的成像特征，使用缺陷定量方法确定缺陷延伸趋势和等效大小。本发明的方法通过综合利用多种视角下的TFM成像携带的缺陷信息，能够更好地评估材料、工件或系统的损伤程度和风险。

技术领域

本发明涉及超声定量无损检测技术领域，尤其涉及一种基于多视图TFM的联合缺陷定量方法。

背景技术

无损检测正朝着定量无损检测方向不断发展。在无损检测(Non-destructivetesting，NDT)中仅发现缺陷是远远不够的，还需要进一步了解缺陷的具体信息，如尺寸、形状、延伸方向等缺陷特征，这有助于评估材料、工件或系统的损伤程度，并能更好的估计风险大小。

缺陷定征方法有很多。基于超声成像的定量方法具有直观形象的优势。全聚焦成像技术(Total Focusing Method，TFM)利用全阵列数据集(Full Matrix Capture，FMC)，在任意观测点实现逐点聚焦，相对于其他常规波束形成方法，可以实现更高的分辨率，成为成像质量的一种黄金标准。基于超声波传输时发射路径和接收路径的不同，分为direct、half-skip、full-skip TFM 3种。根据在传输途中是否有不同模式的体波波型转换，又可以继续分为不同的模式或视图。目前，TFM成像正逐步出现在商业化设备中，多模式TFM成像也崭露头角。然而，基于TFM的缺陷定量却仍局限于只利用某一种单一路径或模式的成像。当工件中出现缺陷族或者延伸范围比较大的缺陷或者当检测范围的声束可达性不好时，不同缺陷或不同缺陷部位可能会在某些不同的TFM视图中被检测出来，而在其他TFM视图中强度很微弱或几乎看不见。综合使用不同路径、不同波模式的TFM成像，可以充分利用全阵列回波信号，对缺陷的不同部位进行成像，最大限度的挖掘有关缺陷尺寸或取向的信息，有效避免缺陷定量时出现欠定量或漏检的可能。由上述内容可知，对于在工件厚度方向有一定的延伸范围或在目标区域中存在一个缺陷族群或缺陷取向难于探测时，基于单一TFM视图的定量方法，只能获得部分缺陷信息，难以判断缺陷走势，定量结果往往低于实际值，有时甚至可能无法发现缺陷，易于造成检测结果的误判。

发明内容

本发明目的在于为了能够获得工件或材料中缺陷区域的更多特征信息并对缺陷走势或延伸范围进行更加精确地定量估计，如确定缺陷的长度、延伸方向甚至形状，克服基于单一TFM视图进行缺陷定量时的不足与局限性，本发明通过联合使用多种不同视图的TFM成像来确定缺陷的特性，提供一种基于多视图TFM的联合缺陷定量方法。

本发明提供了一种基于多视图TFM的联合缺陷定量方法。该方法针对在工件或材料的垂直方向上存在一个缺陷组或具有较大扩展范围的缺陷的检测情形，将不同视图的TFM成像组合在一起对缺陷形态进行成像和定征。选择并利用几种主要的TFM视图进行TFM成像得到B扫描图像；通过缺陷特征辨识、分割和提取形成相应的子视图图像；将各子视图图像组合成一幅联合的TFM图像；利用联合的TFM图像，使用基本的定量方法估计缺陷在垂直方向的走势、形状或尺寸。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于多视图TFM的联合缺陷定量方法，所述方法包括：

分别计算选取的多个TFM视图下的TFM图像强度；

在每一种模式下，根据已知的工件形状和结构，分析识别各不同视图中与工件结构本身直接相关的图像特征和其他模式的伪像，识别出与缺陷相关的图像特征；

对不同TFM视图图像进行分割处理，并提取出可能的缺陷成像区域，获得仅包含缺陷成像区域的图像强度；