[发明专利]基于双壁双投影透照图像的管焊缝缺陷自动识别的方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术，具体涉及一种基于双壁双投影透照图像的管焊缝缺陷自动识别的方法。

背景技术

对于管径φ<89mm的小管径钢管，工业上一般采用X射线双壁双投影透照法得到焊缝图像。其对接管焊缝在成像板上呈现椭圆环状。对于对接管焊缝缺陷的判别，目前大多由评片师通过对X射线透照后的焊缝图像人工判别得到。基于X射线透照图像的焊缝缺陷计算机自动识别方法，能有效减少评片员的工作量，提供有效的工业辅助检测手段。

由于大管径管的应用范围大于小管径管，目前国内外的许多学者关注的是大管径管的图像分析，即基于X射线单壁单投影、双壁单投影的线型焊缝的图像处理。对于线型焊缝提取，通常利用焊缝和周围母材的灰度差异，采用基本的图像处理方法来判断。对于X射线双壁双投影管焊缝图像中缺陷的判定，判定步骤和线型焊缝类似，但是焊缝提取和缺陷判定方法却复杂很多，如果采用基本的图像处理方案，会导致环形焊缝区域较大程度地偏离实际值，且缺陷的判定结果误差较大。因此需要建立精确的修正模型以能得到环形焊缝区域，并提出焊缝缺陷的判别算法，实现对焊缝中是否存在缺陷的有效判别。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种基于双壁双投影透照图像的管焊缝缺陷自动识别的方法，以准确提取对接管的环形焊缝区域，并实现对焊缝是否存在缺陷的准确判别。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于双壁双投影透照图像的管焊缝缺陷自动识别的方法，包括以下步骤：

A.对X射线双壁双投影透照法得到的焊缝图像进行预处理

B.基于预处理后的焊缝图像，将焊缝图像的ROI区域标记为母材区域和焊缝区域；

C.在各标记区域内，结合焊缝的几何形态特征、图像的灰度特征以及缺陷的位置信息，判别对接管焊缝是否存在缺陷。

进一步的，步骤B中，利用图像灰度信息对基于预处理后的焊缝图像ROI区域中的焊缝区域和母材区域进行标记，具体方法是：

B1.对焊缝的标记：

在该步骤中，对包含上焊缝的左边部分图像I_left做列向积分，得到列向积分曲线图，计 算该曲线上幅度值为0.8*max_left的两点的横坐标值，其中max_left为左部分图像列向积分曲线的最大值。左部分图像中的焊缝区域I_{weld_left}为这两个横坐标之间的图像。对包含下焊缝的右边部分图像I_right做相同的处理，得到右边部分图像中的焊缝区域I_{weld_right}；

B2.对母材的标记：

在该步骤中，将图像中除焊缝区域外的区域标记为母材区域，则左、右部分母材区域的计算范围分别为：

I_{base_left}＝I_left-I_{weld_left},I_{base_right}＝I_right-I_{weld_right}。

进一步的，步骤C中,所述判别对接管焊缝是否存在缺陷包括对焊缝区域区域I_weld是否存在缺陷的检测，其步骤包括：

C1.对左部分焊缝区域图像I_{weld_left}进行二值化处理，二值化后的图像为I_{weld_binary}，二值化的阈值为：T_weld＝0.8×Avg_weld，其中，Avg_weld为左部分焊缝区域图像I_{weld_left}的全局灰度平均值；

C2.对二值化图像I_{weld_binary}计算连通域个数，如果连通域的个数为大于1，则判定该焊缝区域中存在较大面积缺陷；若连通域的个数等于1，则进入步骤C3；

C3.在二值化图像I_{weld_binary}中，计算灰度值为0的连通域中每一行的宽度d_w和连通域的高度h：如果连通域宽度d_w和高度h满足下列条件，则判定该焊缝区域中存在较大面积缺陷：min(d_w)<10像素，或者max(d_w)-min(d_w)>20像素，或者其中，w＝1,2,...,M,M为焊缝区域图像I_weld的高度；