[发明专利]一种基于Adaboost及Haar特征的船舶焊缝缺陷图像检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于Adaboost及Haar特征的船舶焊缝缺陷图像检测系统就方法，系统包括图像采集单元、数据传输单元、以及计算机；图像采集单元包括CCD摄像机和图像采集卡，图像采集卡设置在计算机内；数据传输单元用于CCD摄像机和计算机之间的数据传输；计算机内配置有焊缝检测单元，包括图像预处理模块、焊缝缺陷检测模块以及焊缝缺陷识别模块，用于对采集图像的焊缝缺陷检测。本发明针对焊缝图像特向，构建相应的点、线等Haar特征模板，借助Haar特征的抗光照、旋转等性质，对船舶缝隙特征进行提取。在特征的训练及融合方法上，选择Adaboost方法对提取到Haar特征进行训练及融合，在满足检测精度的基础上，加快了计算速度，通过积分图的引入，使得本方法具有好的实时性。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种基于Adaboost及Haar特征的船舶焊缝缺陷图像检测系统及方法。

背景技术

船舶焊缝是指在船体焊接过程中，由于焊接特点所形成的焊接缺陷。熔化焊接时，被焊金属在热源作用下被加热，发生局部熔化，同时熔化了的金属、熔渣、气相之间进行着一系列影响焊缝金属的成分、组织和性能的化学冶金反应，随着热源的离开，熔化金属开始结晶，由液态转为固态，形成焊缝。船体焊接过程中，受到内外部因素的影响，可能会出现各种质量缺陷，包括裂纹、夹渣和未焊透等。

船舶焊接检验一般分为破坏性检验和非破坏性检验。对于船体内部的焊缝检查工作，通常使用射线探伤以及超声波检测等方式。而射线探伤作为无损检测方式，具有应用方便、可靠性高等优点，但射线探伤检测的极限厚度与材料密度有关，且射线检测焊缝原始图像具有灰度值区间比较窄、缺陷边缘模糊、图像噪声多等缺陷。超声波检测通过传感器高频声脉冲在试件材料中传播，遇交界面反射。多用于声音传播性和表面粗糙度较好,形状不复杂的材料，但无法永久记录，需要其他检测材料配合，材质表面不平时会影响检测结构。与上述方法相比，基于图像的船舶焊缝检测具有更强的适用性，操作简单易行，无需人工监督，将使得检测过程更加客观化、科学化及规范化，且检测结果得以保障。

目前，在焊缝图像的缺陷检测定位上以有一些成果。如都东等提出自适应双阈值大模版中值滤波背景消除的焊缝缺陷预分割方法，来对动态的连续焊缝图像中的缺陷进行定位，该方法对连续焊缝图像有较好的处理效果，但对单幅焊缝图像的检测精度仍有所欠缺。张明星等提出多模板拟合的方式对焊缝图像中的缺陷进行定位，该方法较传统方法精度上有所提升，但最终的检测精度过于依赖模板的数量及选择。樊凌等人利用深度信息进行焊缝区域定位和分割，实验结果表明所采用的方法可以获得较好的鲁棒性和较高的识别率，但该方法依赖于Kinect设备提取缺陷图像深度信息，不具有普实性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于Adaboost及Haar特征的船舶焊缝检测系统及方法，提高焊缝检测准效率和精度。

本发明的系统所采用的技术方案是：一种基于Adaboost及Haar特征的船舶焊缝缺陷图像检测系统，其特征在于：包括图像采集单元、数据传输单元、以及计算机；

所述图像采集单元包括CCD摄像机和图像采集卡，所述图像采集卡设置在所述计算机内；

所述数据传输单元用于所述CCD摄像机和所述计算机之间的数据传输；

所述计算机内配置有焊缝检测单元，所述焊缝检测单元包括图像预处理模块、焊缝缺陷检测模块以及焊缝缺陷识别模块，用于对采集图像的焊缝缺陷检测。

本发明的方法所采用的技术方案是：一种基于Adaboost及Haar特征的船舶焊缝缺陷图像检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用CCD摄像机(1)和图像采集卡(2)采集船舶焊缝图像，将数字化后的图像存入计算机内；

步骤2：图像预处理，获取二值图像；

步骤3：二值图像Haar特征提取；