焊缝X射线数字图像处理及缺陷检测方法研究

【摘要】： X射线无损探伤是工业检测焊接质量的常用方法之一。目前国内外X射线探伤检测方法仍以胶片成像法及图像增强器实时成像法为主，采用人工方式进行在线检测与分析，但人工检测存在主观标准不一致、劳动强度大等缺点。因此计算机辅助焊缝缺陷检测一直受到广泛关注。然而，由于成像条件、检测对象以及算法的复杂性和局限性，实际应用中，仍有许多问题尚待进一步研究。 本课题以X射线检测焊缝图像为研究对象，针对石油焊管管端焊缝生产检验中线阵列探测器实时成像的X射线数字图像存在的对比度不高、图像噪声及背景起伏较大、焊缝边缘模糊且纹理较多的特点。利用matlab仿真软件，对图像处理方法中的平滑降噪、灰度变换图像的增强及图像分割方法进行了分析探讨。 通过对空域滤波中线性、非线性滤波及频域滤波的分析比较，选择自适应中值滤波方法对原始焊缝图像进行滤波降噪。通过对图像分割方法中的基于阈值分割方法、基于边缘检测方法及基于数学形态学分水岭方法的分析讨论，选择类间、类内方差比分割法和数学形态学方法并用进行焊缝图像分割，以提取出有效的焊缝区域。对焊缝部分应用高频加强变换，根据焊缝缺陷在图像上的位置和形态信息提出检测的简单有效方法。仿真结果表明自适应中值滤波能够有效去除噪声，并保持焊缝和缺陷的边缘细节；类间、类内方差比分割方法与数学形态学方法并用，能准确的将图像分割为焊缝与母材区域；高频加强变换能够使焊缝中心部位突显出来，从而实现缺陷的检测。