[发明专利]一种铸件海绵状缺陷图像生成方法

说明书

本发明公开了一种铸件海绵状缺陷图像生成方法，包括步骤：(1)随机生成海绵状缺陷骨架图像，步骤是先定义一初始骨架，然后根据预设的骨架数目随机生成分支骨架，确定骨架的基准曲线，然后每一根骨架相较于该基准曲线随机生成偏移量，为所有骨架随机设定初始灰度；每根骨架中上下行之间随机偏移一定距离，上下行之间灰度随机调整一个差值；(2)对骨架图像进行滤波；(3)在滤波后图像中叠加噪声；(4)将添加噪声后的图像叠加到铸件图像上，得到海绵状缺陷图像。本发明方法生成缺陷具有多样性，其形状、大小可通过参数控制，并具有一定的随机性，而且图像效果与真实图像较为接近，通过专家的人眼主观判断，已可以接受为缺陷图像样本。

技术领域

本发明涉及缺陷图像生成技术领域，特别涉及一种铸件海绵状缺陷图像生成方法。

背景技术

在铸造的实际生产中，尽管通过改善铸造工艺和材料等途径大大减小了次品率，但不合格铸件无法完全消除，仍然需要对每一件铸造产品内部缺陷都进行检测，才能保证出厂产品的质量。

目前自动化缺陷检测渐渐成为铸造行业的需求，而一个好的检测算法往往需要大量的缺陷样本来进行训练和测试，低次品率会使有些缺陷样本较难大量收集，能大量生成与真实缺陷相似的仿真图像的算法成为增加样本量的重要解决方案。由于铸件缺陷种类很多，如缩松、夹杂、气泡、海绵状等，每种缺陷生成的方法都各不相同。其中，海绵状缺陷是国际标准中定义的铸造缺陷种类之一，是铸造后材料不够密实形成类似海绵形状的材料缩松，其形状和气孔以及裂纹差别很大。

目前缺陷图像生成方法主要有两类，一类是基于CAD软件，按照射线衰减系数计算出铸件透视的深度图，即根据射线吸收的强度计算出缺陷的投影图。由于缺陷形状存在极大的任意性和随机性，这种方法需要人工预先定义缺陷的形状，再根据形状测算射线的吸收强度，因此相当于每个缺陷的形状需由人工设计出，这将极大地局限该方法在大量产生形状具有随机变化特性的应用。另一种是基于对缺陷的X射线图像特征分析，用不同于矢量图像计算的非参数法生成出缺陷的多种典型特征，再通过特征融合以及背景融合的方式，最终在工件上生成缺陷图像。但目前采用这种方法得到的缺陷图像普遍存在形式比较单一、图像效果与真实图像差距较大的问题，不能被认定为样本用于后续算法的训练和测试。

为此，研究一种能够快速实现海绵状缺陷图像的生成，且使生成的缺陷更真实的方法具有重要的研究意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种铸件海绵状缺陷图像生成方法，该方法生成缺陷具有多样性，其形状、大小可通过参数控制，并具有一定的随机性，而且图像效果与真实图像较为接近，通过专家的人眼主观判断，已可以接受为缺陷图像样本。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种铸件海绵状缺陷图像生成方法，包括步骤：

(1)随机生成海绵状缺陷骨架图像，步骤是先定义一初始骨架，然后根据预设的骨架数目随机生成分支骨架，确定骨架的基准曲线，然后每一根骨架相较于该基准曲线随机生成偏移量，为所有骨架随机设定初始灰度；每根骨架中上下行之间随机偏移一定距离，上下行之间灰度随机调整一个差值；

(2)对骨架图像进行滤波；

(3)在滤波后图像中叠加噪声；

(4)将添加噪声后的图像叠加到铸件图像上，得到海绵状缺陷图像。

优选的，所述步骤(1)中，定义初始骨架长度，即骨架在纵向体现的像素数目；随机生成的分支骨架长度小于等于初始骨架长度的十分之一。从而更能够构建出分支的效果。