[发明专利]基于区域分割探测的燃气轮机叶片缺陷提取与分析方法

摘要

基于区域分割探测的燃气轮机叶片缺陷提取与分析方法，先对燃气轮机叶片利用铅丝分成若干区域，利用DR设备进行分区探伤，得到叶片整体灰度图像A；然后将铅丝移动距离进行分区内部探伤，得到叶片整体灰度图像B；将图像A、B进行图像融合得到整体不含铅丝的X射线灰度原图像；然后对X射线灰度原图像进行预处理，得到叶片的X射线检测图像；再对X射线检测图像进行处理得到缺陷突出的二值化图像，在二值化图像上建立两维坐标系，对存在的内部缺陷进行定位分析；最后计算二值化图像中缺陷的周长像素总数以及面积像素总数，通过换算得到实际的缺陷尺寸，对存在的内部缺陷进行定性、定量分析，本发明实现对叶片内部缺陷的快速、自动提取与分析。

主权项

基于区域分割探测的燃气轮机叶片缺陷提取与分析方法，其特征在于，包括以下步骤：1)按照叶片的尺寸大小、厚度曲率变化利用铅丝将叶片分成两个以上的区域，利用数字射线设备(DR)对燃气轮机叶片进行分区内部探伤，对探伤得到的图像以白色铅丝为特征进行图像拼接，得到包含有铅丝的叶片整体灰度图像A；2)将铅丝移动，避开首次分区时铅丝所在的位置，做二次分区，同样地将叶片分成同步骤1)相同数目的区域，利用数字射线对燃气轮机叶片进行分区内部探伤，对探伤得到的图像以白色铅丝为特征进行图像拼接，得到包含有铅丝的叶片整体灰度图像B；3)将图像A与图像B以叶片整体共同边缘特征为基准，进行图像融合得到整体不含铅丝的X射线灰度原图像；4)对X射线灰度原图像进行预处理，得到叶片的X射线检测图像；5)对X射线检测图像进行处理得到缺陷突出的二值化图像，在二值化图像上建立两维坐标系，对存在的内部缺陷进行定位分析；6)计算二值化图像中缺陷的周长像素总数以及面积像素总数，通过换算得到实际的缺陷尺寸，对存在的内部缺陷进行定量分析，通过对缺陷提取相关的特征——长短轴比、周长面积比，基于所提取的特征对缺陷进行分类，从而实现对叶片内部缺陷的定性分析；所述的步骤1)图像A获得的具体步骤为：1.1)利用X光机对叶片的第Ⅰ分区按照第Ⅰ分区的曝光参数进行6次探伤,曝光参数包括电流、电压、曝光时间，得到6幅第Ⅰ分区的X射线检测原图像；1.2)通过控制旋转载物台将叶片旋转一定的角度，控制XYZ导轨运动将X光机以及DDA探测器移动，使得X射线源的中心点正对着叶片第Ⅲ分区的中心点，对叶片的第Ⅲ分区按照第Ⅲ分区的曝光参数进行6次探伤，得到6幅第Ⅲ分区的X射线检测原图像；1.3)同样地操作，得到第Ⅴ、Ⅵ、Ⅳ、Ⅱ分区的X射线检测原图像；1.4)对每一分区得到的6幅原图像作6次平均消除随机噪声影响；1.5)对1.4)处理后得到的图像提取白色铅丝有关的特征点，根据公式(1)计算得到图像两两之间相对的平移旋转变换坐标，实现图像配准，即：假设相邻两幅图像之间共同点分别为(x11,y11)、(x12,y12)、(x21,y21)、(x22,y22)由下列变换公式(1)即可求得变换参数cosθ、sinθ、tx、ty，x21y2110x22y2210y21-x2101y22-x2201cosθsinθtxty=x11x12y11y12---(1)]]>1.6)基于配准后的结果对6幅图像进行拼接处理，根据式(2)‑式(6)确定拼接后图像的大小：其中w1、h1、w2、h2为待拼接两幅图像的宽度、高度；cosθsinθtx-sinθcosθty001×11w2w211h2h21111=Aa+b---(2)]]>xmin＝min(Aa+b(1,:)0)    (3)xmax＝max(Aa+b(1,:)w1)    (4)ymin＝min(Aa+b(2,:)0)    (5)ymax＝max(Aa+b(2,:)h1)    (6)1.7)将待拼接图像旋转平移变换配准之后，采用式(7)双线性插值法对待拼接图像进行内插重取样，得到初步拼接后的图像；v(x,y)＝ax+by+cxy+d    (7)其中4个系数a、b、c、d由4个(x,y)邻点写出的未知方程确定，v(x,y)为重采样灰度值；1.8)对拼接后的图像进行后期平滑处理，采用式(8)的3×3的模板平滑灰度变化突出的拼接线，得到包含有铅丝的叶片整体灰度图像A；111111111×19---(8).]]>