[发明专利]一种基于X射线图像的焊缝缺陷跟踪检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊缝缺陷跟踪检测方法，特别是关于一种基于X射线图像的焊缝缺陷跟踪检测方法。

背景技术

基于X射线图像的焊缝缺陷自动检测方法是指利用X射线实时成像器件对焊接工件的焊缝区域进行实时成像并传输到计算机，通过计算机进行缺陷自动检测并报警显示，其优点是可以实现在线连续检测，提高自动化水平和生产效率，不仅避免人工检测存在的劳动强度大的问题，同时也避免了由于视觉疲劳和情绪波动而产生的漏检问题。目前所提出的基于X射线图像的焊缝缺陷自动检测方法主要针对单帧图像进行处理，对于焊缝的X射线实时图像，由于其成像时间短，图像噪声相对较大，在单帧图像中很难区分噪声引起的伪缺陷与弱小缺陷，因此迫切需要提出能够有效利用实时图像间的关联信息进行缺陷检测的方法。

现有技术中已有利用缺陷在图像序列之间的连续性来提高缺陷检出效果的方法，其提出了采用不同角度拍摄待检测工件的X射线图像序列，利用已知的拍摄角度得到的各种几何关系来进行约束实现对潜在缺陷的匹配，从而实现对缺陷的跟踪，此方法需要预先知道成像位置关系，因此并不适合于工件运动速度未知的缺陷跟踪。现有技术中也提出了利用相位相关技术实现对焊缝X射线实时图像序列相邻图像的匹配，从而为利用图像序列信息进行时空率滤波，运动模糊恢复，以及缺陷跟踪提供了基础，但一方面由于该算法多次用到傅里叶变换，其实时性相对较差，另一方面需要利用焊缝边缘方向的不相似性进行匹配，如果焊缝图像噪声较大且焊缝边缘方向较为相似时，容易匹配失败。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种对焊缝缺陷的漏检率及误检率都比较低、实时性好、适用于对运动速度未知的焊接工件的焊缝缺陷进行识别的基于X射线图像的焊缝缺陷跟踪检测方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：1、一种基于X射线图像的焊缝缺陷跟踪检测方法，它包括以下步骤：1)采用X射线实时成像器件连续采集焊接工件焊缝区域的实时图像，在所采集的每一帧实时图像上根据焊缝区域选取ROI图像，获取ROI图像序列；2)采用单帧图像焊缝缺陷分割算法对ROI图像序列逐帧进行处理，分割出每帧ROI图像的潜在缺陷，并计算每一潜在缺陷重心或形心的坐标；3)对连续2N+1帧ROI图像中的潜在缺陷进行两两配对，并计算每一潜在缺陷对的水平投影速度，统计所有潜在缺陷对在各水平投影速度出现的次数，得到“潜在缺陷对”速度直方图；4)根据步骤3)的速度直方图对所有潜在缺陷对进行分组，统计每组中潜在缺陷的数量，如果某组潜在缺陷数量超过阈值T_N，则判断该组中所有潜在缺陷为同一真实缺陷，实现对真实缺陷运动速度的估计及跟踪；5)在步骤3)所得到的速度直方图中，剔除步骤3)中连续2N+1帧ROI图像中的与第1帧ROI图像上潜在缺陷相关的水平投影速度统计，增加与第2N+2帧ROI图像上潜在缺陷相关的水平投影速度统计，得到新的连续2N+1帧ROI图像中潜在缺陷对的速度直方图，然后重复步骤4)，直至完成所有ROI图像的处理。

所述X射线实时成像器件包括一设置在所述焊接工件内部的X射线源，所述X射线源发出X射线透过所述焊接工件照射到设置在所述焊接工件焊缝上端的图像增强器，所述图像增强器将X射线图像转化为可见光图像并在其输出端显示，设置在所述图像增强器输出端上端的CCD摄像机采集所述可见光图像并发送给计算机。

所述X射线实时成像器件包括一设置在所述焊接工件内部的X射线源，所述X射线源发出X射线透过所述焊接工件照射到设置在所述焊接工件焊缝上端的平板探测器，所述平板探测器将X射线图像转化为数字图像并发送给计算机。

所述步骤3)对连续2N+1帧ROI图像中的潜在缺陷进行两两配对，并计算每一潜在缺陷对的水平投影速度，具体计算过程为：对于任意一对不在同一帧ROI图像上的潜在缺陷n₁＜n₂进行配对，如果潜在缺陷对同时满足以下公式(1)和公式(2)，则按照公式(3)计算此潜在缺陷对所对应的水平投影速度

dN_min≤n₂-n₁≤dN_max                (1)