工业CT切片图像高精度轮廓提取技术研究
【摘要】：随着工业检测等应用对精度要求的不断提高,亚像素定位技术受到了广大工程技术人员的注意,成为近年来图像处理领域中热门研究方向之一。亚像素定位技术通过软件手段提高光测系统的精度,将图像轮廓提取精度提高到像素内部,以突破经典边缘检测方法的精度受到成像系统分辨率的限制,在不增加系统成本的前提下为后续模型重建和虚拟检测提供高精度数据,具有非常重要的研究价值。本文主要完成的研究内容如下:
1.亚像素边缘检测算法研究。研究了基于曲面拟合和基于参数化模型两类亚像素边缘检测方法中的经典算法。对于基于曲面拟合的方法,介绍了基于3DFacet模型的亚体素边缘检测算法并针对该算法计算量大的特点,提出基于阂值分割的加速方法。对于基于参数化模型的方法,研究了空间矩亚像素边缘检测算法,并针对该算法不适用于检测曲线的问题,提出将抛物线模型应用于空间矩边缘检测,并推导了相应的计算公式,通过求解一个非线性方程组实现边缘参数的提取。
2.提出基于区域分治和指导的轮廓跟踪策略。针对通常的轮廓跟踪算法在处理具有复杂截面形状的序列图像时,在某些奇异点会偏离正确方向,导致最终跟踪错误的问题,提出基于区域分治和指导的轮廓跟踪策略。该策略对于截面形状变化很大的区域采用原始跟踪算法,对于变化不大的区域根据相邻截面图像的连续性,采用待处理截面图像相邻层较为理想的轮廓跟踪结果指导跟踪过程,使跟踪出的轮廓具有与指导轮廓相同的拓扑结构。这一策略可以与经典的跟踪算法结合使用,在很大程度上改善经典算法的跟踪结果。
3.亚像素边缘检测算法实验评定。编程实现了基于3DFacet模型的亚体素边缘检测算法、基于空间矩的亚像素边缘检测算法以及结合了区域分治和指导策略的基于距离的轮廓跟踪算法。在实验部分介绍了理想边缘图像的生成方法,并通过对理想图像加入Gauss噪声和进行Gauss平滑滤波,生成用于检测亚像素边缘性能的三组仿真图像,用于检测算法精度、抗噪性和模糊度对算法精度的影响。最后以航空发动机空心涡轮叶片的截面图像序列为研究对象,验证了算法的可行性。
【关键词】：反求工程 工业CT 亚像素边缘检测 Facet模型 空间矩 局部能量 【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TP391.41
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2005.064143
【目录】：
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-8
- 第一章 绪论8-15
- 1.1 研究背景8-10
- 1.1.1 反求工程简介8
- 1.1.2 ICT产品反求与分析系统8-10
- 1.1.3 课题来源与研究任务10
- 1.2 研究现状10-13
- 1.2.1 基于曲面拟合的方法11-12
- 1.2.2 基于参数化模型的方法12-13
- 1.3 研究内容与章节安排13-14
- 1.4 本章小结14-15
- 第二章 基于曲面拟合的亚像素边缘检测算法15-23
- 2.1 基于曲面拟合的亚像素边缘定位原理15-16
- 2.2 基于FACET模型的3D亚体素边缘检测16-22
- 2.2.1 Facet模型16-17
- 2.2.2 三维空间上的方向导数17-18
- 2.2.3 边缘点检测18-20
- 2.2.4 基于阈值分割的加速方法20-21
- 2.2.5 算法处理步骤21-22
- 2.3 本章小结22-23
- 第三章 基于参数化模型的亚像素边缘检测算法23-36
- 3.1 空间矩亚像素定位方法23-30
- 3.1.1 规则矩定义23-24
- 3.1.2 边缘模型24
- 3.1.3 边缘定位原理24-28
- 3.1.4 原理误差校正28-30
- 3.2 基于空间矩抛物线模型的边缘检测算法30-35
- 3.2.1 抛物线模型30-31
- 3.2.2 边缘定位原理31-35
- 3.3 其他基于矩的方法35
- 3.4 本章小结35-36
- 第四章 轮廓跟踪36-44
- 4.1 基于距离的轮廓跟踪算法36-38
- 4.1.1 待跟踪点的数据结构36-37
- 4.1.2 算法描述37-38
- 4.1.3 去噪38
- 4.2 复杂截面轮廓跟踪38-41
- 4.2.1 区域分治策略38-39
- 4.2.2 基于指导的边缘跟踪策略39-40
- 4.2.3 算法处理流图40-41
- 4.3 算法比较41-43
- 4.4 本章小结43-44
- 第五章 算法比较与仿真实验44-55
- 5.1 软件开发平台44
- 5.2 仿真实验44-54
- 5.2.1 理想边缘图像处理44-52
- 5.2.2 空心涡轮叶片处理52-54
- 5.2.3 结论54
- 5.3 本章小结54-55
- 第六章 结束语55-58
- 6.1 论文工作总结55
- 6.2 进一步研究工作展望55-57
- 6.3 本章小结57-58
- 参考文献58-61
- 附录: 空间矩抛物线模型检测算法中Newton法求解公式61-66
- 攻读硕士学位期间发表的论文及工作情况66-67
- 致谢67-69
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|
| 1 |
张丹;张卫红;万敏;王继峰;卜昆;;基于位移场仿真与特征参数提取的精铸模具型面逆向设计方法[J];航空学报;2006年03期 |
| 2 |
张力宁;张定华;陈志强;;基于等距线的叶片截面中弧线计算方法[J];机械设计;2006年05期 |
| 3 |
李延平;常勇;;基于CT图像与反求技术的缺损器官三维CAD建模[J];工程图学学报;2006年03期 |
| 4 |
张力宁;张定华;;叶片前缘高精度重建方法研究[J];航空动力学报;2006年04期 |
| 5 |
陈显松;快速成型制造技术及其系统发展研究[J];现代机械;2005年02期 |
| 6 |
俞学兰,叶佩青,陈凯云;航空压气机叶片激光测量仪处理系统软件设计[J];航空精密制造技术;2005年01期 |
| 7 |
黄海明,刘保卫,刘金刚,马云鹏;基于真实景物的虚拟现实场景的生成[J];计算机工程;2005年14期 |
| 8 |
程凯,殷国富;ANSYS中几种建模方法的研究[J];机械;2005年06期 |
| 9 |
印志鸿,周金海;虚拟现实技术在医学上的应用前景[J];医学信息;2005年07期 |
| 10 |
刘元朋,刘晶,张力宁,张定华;复杂曲面测量数据最佳匹配问题研究[J];中国机械工程;2005年12期 |
|
|
|
|
|
| 1 |
;美国IDM公司IPIS和SMS公司SMS Model 201 CITA工业CT介绍[J];核技术;1989年02期 |
| 2 |
曹玉玲,付洋,王自明;工业CT在辅助反馈工程中的应用[J];航空工程与维修;1999年03期 |
| 3 |
;小型工业CT检测系统[J];CT理论与应用研究;2004年03期 |
| 4 |
王英,瞿中,邓亚平,唐甜甜,徐强;基于FIFO技术的数据采集系统研究[J];计算机工程与设计;2005年03期 |
| 5 |
蒋立俊，徐问之;我国首台工业CT的数据采集与传输系统的设计思想和实施方案[J];重庆大学学报(自然科学版);1994年01期 |
| 6 |
夏宇正,陈光杰,王澜;高能X射线工业CT关键技术的研究[J];CT理论与应用研究;1997年01期 |
| 7 |
郭志平,郑玉红,叶青,张朝宗;BCT-3高分辨工业CT的扫描系统[J];CT理论与应用研究;1997年04期 |
| 8 |
瞿中,周海燕;工业CT数据采集系统的控制逻辑研究[J];微机发展;2004年06期 |
| 9 |
伍卫华,刘寄,张平,陈泳章;工业CT数据采集系统中FIFO数据缓存器应用分析[J];计算机应用;2004年S2期 |
| 10 |
强玉俊,盛康龙;先进的钢管整体检测系统——IPIS工业CT介绍[J];核技术;1989年04期 |
|
