[发明专利]一种基于空气耦合超声的碑文识别方法

说明书

本发明公开了一种基于空气耦合超声的碑文识别方法，它包含超声波探伤仪、高频空气耦合探头、直立式扫描架、二轴控制平台、上位机；所述的二轴控制平台固定在直立式扫描架上；超声波探伤仪安装在二轴控制平台上；高频空气耦合探头安装在超声波探伤仪的前端；高频空气耦合探头与超声波探伤仪均通过WIFI模块与上位机通讯连接；本发明采用空气耦合超声扫描成像系统，空气耦合式超声无损检测技术具有非接触、非侵入、完全无损，能够实现快速在线扫查成像，利用空气耦合超声波脉冲反射法结合C扫描成像，可以将扫查表面微小的深度变化在成像结果中凸显出来，从而完成对碑文的扫描识别。

技术领域

本发明涉及碑文识别技术领域，具体涉及一种基于空气耦合超声的碑文识别方法。

背景技术

碑文石刻就其本身而言，具有很高的文化价值、历史价值和艺术价值；在另一方面，它也有不可估量的学术价值，是研究我国历史和文化的珍贵第一手资料，对于古文化的研究和传承意义重大。文字内容是石刻的“灵魂”，如果文字消失不见，石刻也就变成了普通的岩石，失去了它原有的价值。由于相当一部分石刻属于不可移动文物，对其很难进行全面的保护，在经历多年的自然风化后，很多石刻内容正在逐渐消失，因此对于石刻内容的保护刻不容缓。所以利用现代上位机技术对石刻内容进行处理和保护，使其能够永久流传就具有重要的意义。碑文分为文字凸出背景的阳文和文字凹陷于背景的阴文，由于中国古代碑刻大部分为阴文，本文研究只针对阴文碑刻进行相关问题的讨论。

目前业界主要采取人工拓片方式取得石刻拓片，但由于难度艰巨、工作量太大而不尽人意，并且由于人工拓印制取拓片对石刻的原始面貌和耐久性在一定程度上有相当的损坏。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种基于空气耦合超声的碑文识别方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于空气耦合超声的碑文识别方法，其特征在于：它包含如下步骤：

一、使用碑文识别装置，该装置包含超声波探伤仪、高频空气耦合探头、直立式扫描架、二轴控制平台、上位机；所述的二轴控制平台固定在直立式扫描架上；超声波探伤仪安装在二轴控制平台上；高频空气耦合探头安装在超声波探伤仪的前端；高频空气耦合探头采用收发一体的超声波探头；高频空气耦合探头与超声波探伤仪均通过WIFI模块与上位机通讯连接；高频空气耦合探头输出的位置信号及超声波探伤仪输出的描述超声波振幅的信号经数字化后均输入至上位机中，通过手动移动直立式扫描架的位置，调节高频空气耦合探头与被扫平面的间距；

二、在开始扫描之前，通过上位机软件进行超声探头的发射频率、焦距，一定面积的扫描区域和超声探头每次步进的位移的参数设定；首先让高频空气耦合探头停留在碑刻表面没有文字凹陷的位置；

三、通过二轴控制平台驱动高频空气耦合探头沿导轨做相互垂直的两个自由度方向的自动扫描；扫描过程中需要保证高频空气耦合探头和扫描区域表面的间距相对固定；自动扫描时，高频空气耦合探头在扫描区域范围内按照Z字形轨迹对整个区域进行扫描，在每个扫描点探头都会进行发射接收超声波的操作，由于表面的凹凸程度不同，回波信号首波到达的声时也会有所不同；高频空气耦合探头输出的位置信号及超声波探伤仪输出的描述超声波振幅的信号经数字化后均输入至上位机中，然后上位机由扫描模式产生一个确定尺寸的数据阵列，图形显示在这个区域范围内；数据阵列里的每个点在显示器上显示为一个象素；图像用多种颜色显示，这些颜色也就是指定波形的振幅；在每一次扫描结束时，上位机可通过软件自动完成对每一种颜色和显示的百分比面积的象素计数；对显示出来的扫描图像都可以作出相应的解释，并对结果进行评定，检测数据的获取、处理、存贮与评价都是在每一次扫描的同时由上位机在线实时进行；

四、在一个扫描区域完成后，可以通过导轨移动超声波探伤仪到合适位置进行下一个区域的扫描。