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红外热波无损检测中把低频光机扫描图像转化成高频图像以及对焦平面热波图像进行层析处理的算法研究

陈继华  
【摘要】:论文介绍了红外热波无损检测的原理、历史以及国内外发展状况,介绍了对光机扫描热波图像进行数据拟合中涉及到的数据选取、拟合时间的确定和拟合的方式与方法,以及图像灰度变换、图像平滑、锐化处理、图像的二值化以及边缘检测等常用图像处理算法,介绍了光机扫描图像处理程序的结构和算法,最后给出了光机扫描图像处理程序对模拟数据和实际数据的处理结果。 论文提出了两种拟合处理方法——横向拟合处理法和纵向拟合处理法,分别针对处理不同缺陷情况下的光机扫描图像。用于实现论文提出算法的光机扫描图像处理程序是用MATLAB程序编写的,涉及的功能包括光机扫描热图数据的读取、热波图像数据的拟合、像元点变化规律的确定和量化、图像显示效果的优化、将光机扫描热波图像重建为类似焦平面热波图像,最终生成高频数字图像。光机扫描图像处理程序的处理结果说明把低频光机扫描图像转化为高频数字图像在算法上是可行的,处理效果也是比较好的。 论文还给出了对焦平面阵列红外热像仪采集的图像数据进行层析处理的算法。通过对热传导公式进行简化处理,证明了当热波从一种媒质传播到另一种媒质时,其lnT_s-lnt曲线会发生偏折,且偏折处对应的时刻就是热波到达两种媒质边界的时刻。那么,只要求得试件表面上所有像元点的lnT_s-lnt曲线发生偏折的时刻,就可以确定在任意时刻,热波到达处的区域是缺陷区域还是非缺陷区域,从而达到层析的目的。对玻璃钢平底洞样品的实际处理结果证明利用论文提出的算法来处理焦平面阵列热波图像,可以非常清楚的得到样件任意时刻的横切面图,同时,也能比较真实地反映缺陷的位置、大小和深度信息。


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