[发明专利]一种复杂内结构的活塞毛坯缺陷检测方法

权利要求书

1.一种复杂内结构的活塞毛坯缺陷检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、制造出与被测试活塞毛坯材质一致的阶梯形打孔标定试块，其中，该标定试块阶梯的最大高度大于被测试活塞毛坯的最大直径；

步骤2、采用X射线实时成像工艺对标定试块进行扫描，获得标定试件的DR图像；

步骤3、选取标定试块的DR图像的不同穿透厚度阶梯中不包含人工孔型缺陷所在区域的图像，并统计不同穿透厚度阶梯中选取的区域内的灰度直方图，计算不同穿透厚度下灰度直方图的最佳灰度值均值，建立不同穿透厚度与灰度值均值的关系曲线；通过实验设定最佳置信度，提取出气孔类缺陷分割阈值和夹杂类缺陷分割阈值，分别建立不同穿透厚度与气孔类缺陷分割阈值和夹杂类缺陷分割阈值的关系曲线；

步骤4、选取标定试块的DR图像中不同穿透厚度阶梯中包含人工孔型缺陷所在区域的图像，利用步骤3中不同穿透厚度与气孔类缺陷分割阈值和夹杂类缺陷分割阈值的关系曲线提取出人工孔型缺陷；在缺陷内部搜索灰度值极值，建立不同穿透厚度与不同当量圆柱形缺陷灰度值极值的关系曲线；

步骤5、选取无缺陷的被测试活塞毛坯标准样件，以活塞毛坯销孔正对平面为第一扫描平面，假设角度为0°，采用与步骤2中标定试块相同的X射线实时成像工艺进行扫描，通过多次积分得到第一活塞毛坯投影DR模板图像，计算该模板图像的第一局部标准差图像，将第一局部标准差图像中大于给定阈值的区域提取出来，得到第一检测盲区图像；

步骤6、将步骤5中的无缺陷的活塞毛坯标准样件，旋转90度使得活塞毛坯销孔平行于第一扫描平面，假设角度为90°，采用与步骤5中相同的方法，采用X射线实时成像工艺进行扫描，通过多次积分得到第二活塞毛坯投影DR模板图像，计算该模板图像的第二局部标准差图像，将第二局部标准差图像中大于给定阈值的区域提取出来，得到第二检测盲区图像；

步骤7、将步骤5中的第一检测盲区图像和步骤6中的第二检测盲区图像进行正交投影，将两者重叠处作为检测盲区；

步骤8、将步骤5中的第一活塞毛坯投影DR模板图像与第一检测盲区图像进行相乘，得到第一有效区域模板图像；以活塞毛坯已知厚度的位置作为基准点，取其在第一有效区域模板图像对应位置的灰度值，使用步骤3中不同穿透厚度与灰度值均值的关系曲线提取出活塞毛坯已知厚度对应的灰度值平均值，并计算出第一校正系数；使用第一校正系数对第一有效区域模板图像进行校正，得到校正后的第一有效区域模板图像；使用步骤3中的不同穿透厚度与灰度值均值的关系曲线计算出校正后的第一有效区域模板图像上各个位置对应的第一X射线穿透厚度，将第一X射线穿透厚度代入步骤3中不同穿透厚度与气孔类缺陷分割阈值和夹杂类缺陷分割阈值的关系曲线中，分别得到第一活塞毛坯投影DR模板图像上各个位置的第一夹杂类缺陷分割阈值图和第一气孔类缺陷分割阈值图；

步骤9、将步骤6中的第二活塞毛坯投影DR模板图像与第二检测盲区图像进行相乘，得到第二有效区域模板图像；以活塞毛坯已知厚度的位置作为基准点，取其在第二有效区域模板图像对应位置的灰度值，使用步骤3中不同穿透厚度与灰度值均值的关系曲线提取出活塞毛坯已知厚度对应的灰度值平均值，并计算出第二校正系数；使用第二校正系数对第二有效区域模板图像进行校正，得到校正后的第二有效区域模板图像；使用步骤3中的不同穿透厚度与灰度值均值的关系曲线计算出校正后的第二有效区域模板图像上各个位置对应的第二X射线穿透厚度，将第二X射线穿透厚度代入步骤3中不同穿透厚度与气孔类缺陷分割阈值和夹杂类缺陷分割阈值的关系曲线中，分别得到第二活塞毛坯投影DR模板图像上各个位置的第二夹杂类缺陷分割阈值图和第二气孔类缺陷分割阈值图；

步骤10、选取实际生产的活塞毛坯，采用步骤5中相同的方法，从0°检测实际活塞毛坯，得到第一DR图像；以实际生产的活塞毛坯已知厚度的位置作为基准点，取其在第一DR图像中对应位置的灰度值，使用步骤3中不同穿透厚度与灰度值均值的关系曲线提取出活塞毛坯已知厚度对应的灰度值平均值，并计算出第三校正系数；使用第三校正系数对第一DR图像进行校正，得到校正后的第一DR图像；将校正后的第一DR图像分别与第一夹杂类缺陷分割阈值图和第一气孔类缺陷分割阈值图相减，分别得到第一夹杂类缺陷图像和第一气孔类缺陷图像；

步骤11、采用步骤6中相同的方法，从90°检测步骤10中实际生产的活塞毛坯，得到第二DR图像；以实际生产的活塞毛坯已知厚度的位置作为基准点，取其在第二DR图像中对应位置的灰度值，使用步骤3中不同穿透厚度与灰度值均值的关系曲线提取出活塞毛坯已知厚度对应的灰度值平均值，并计算出第四校正系数；使用第四校正系数对第二DR图像进行校正，得到校正后的第二DR图像；将校正后的第二DR图像分别与第二夹杂类缺陷分割阈值图和第二气孔类缺陷分割阈值图相减，分别得到第二夹杂类缺陷图像和第二气孔类缺陷图像；

步骤12、使用步骤7中的检测盲区，计算步骤10中第一夹杂类缺陷图像除步骤7中检测盲区之外的区域和步骤11中第二夹杂类缺陷图像除步骤7中检测盲区的之外区域中像素值大于0的像素组成的连通区域面积，将其连通区域面积作为夹杂类缺陷的定量；统计步骤10中第一气孔类缺陷图像除步骤7中检测盲区之外的区域和步骤11中第二气孔类缺陷图像除步骤7中检测盲区之外的区域中像素值小于0的像素组成的连通区域内的像素最小值，根据第一DR图像或第二DR图像中的灰度值分布，使用步骤3中的不同穿透厚度与灰度值均值的关系曲线计算出活塞毛坯每个位置的穿透厚度，并根据像素最小值的像素在第一DR图像或第二DR图像中的位置得到穿透厚度，再根据步骤4中不同穿透厚度与不同当量圆柱形缺陷灰度值极值的关系曲线确认每个连通区域中的像素最小值对应的缺陷当量。