[發(fā)明專利]一種焊接缺陷特征參數(shù)提取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610003477.4
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105588845B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊繼陽;唐文獻;李欽奉;李金燕;王凌云;魏賽;陸震云
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發(fā)明公開一種焊接缺陷特征參數(shù)提取方法，步驟為：獲取焊縫圖像；對焊縫圖像進行預(yù)處理；對焊縫圖像進行二值化分割；焊縫圖像背景去除；焊接缺陷標記；焊接缺陷幾何特征參數(shù)提取。本發(fā)明的焊接缺陷特征參數(shù)提取方法通過獲得焊接缺陷的周長、面積、圓形度等幾何特征參數(shù)，為焊接缺陷的分類和識別做好了前期的準備，既保留了焊接缺陷的主要特征信息，為焊接缺陷的識別提供了可靠的保證，又降低了焊接缺陷特征數(shù)據(jù)的維數(shù)，提高了焊接缺陷識別速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及圖像特征提取，具體的說，是涉及一種焊接缺陷特征參數(shù)提取方法。本發(fā)明是從整幅焊縫圖像中，提取出焊接缺陷的周長、面積、圓形度等幾何特征參數(shù)，以便于焊接缺陷的分類和識別。該方法可用在焊接質(zhì)量在線檢測技術(shù)領(lǐng)域中。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，焊接作為一種重要的加工技術(shù)，目前在機械制造業(yè)得到廣泛應(yīng)用。對焊接產(chǎn)品而言，焊接質(zhì)量的好壞決定了整個產(chǎn)品質(zhì)量的高低。在焊接過程中，由于受到工作環(huán)境的影響，焊接構(gòu)件不可避免地會出現(xiàn)缺陷，常見的缺陷有裂紋、氣孔、夾渣、未焊透等。這些具有缺陷的焊接構(gòu)件若不能及時準確地檢測出來，將會嚴重影響著產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，甚至威脅著生產(chǎn)安全。因此，探索焊接缺陷檢測方法，識別焊接缺陷類型，對提高焊接質(zhì)量和保障焊接生產(chǎn)安全具有重要意義。

在對焊接缺陷的檢測過程中，焊接缺陷的特征參數(shù)提取是必不可少的環(huán)節(jié)。特征參數(shù)提取是缺陷識別和分類檢測的前提和基礎(chǔ)。它從大量的焊接缺陷特征參數(shù)中找出最能代表該缺陷的少量特征參數(shù)，從而減少了評判指標，方便了焊接缺陷的分類和識別。到目前為止，國內(nèi)外學者提出了很多種特征參數(shù)提取方法，常用的方法有：小波分析法、傅里葉變換法、缺陷特征參數(shù)表示法。其中，小波分析法和傅里葉變換法屬于頻域處理方法，過程比較復雜，計算時間比較長，不利于焊接缺陷的實時檢測，而缺陷特征參數(shù)表示法因其所選參數(shù)的多樣性與靈活性而在焊接缺陷檢測中得到廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決目前焊接缺陷特征參數(shù)提取方法方面的缺陷和不足，提供一種焊接缺陷特征參數(shù)提取方法。

本發(fā)明的焊接缺陷特征參數(shù)提取方法既保留了焊接缺陷主要特征信息，為焊接缺陷的識別提供了可靠的保證，又降低了焊接缺陷特征數(shù)據(jù)的維數(shù)，提高了焊接缺陷識別速度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種焊接缺陷特征參數(shù)提取方法，包括如下步驟：

1、獲取焊縫圖像：采用工業(yè)計算機作為主控制器，通過嵌入的圖像采集卡實現(xiàn)焊縫圖像的采集，被測焊縫經(jīng)透射光源照射后成像于工業(yè)相機的CCD上，通過圖像采集卡將采集到的焊縫圖像傳輸?shù)焦I(yè)計算機，從而獲取焊縫圖像；

2、對圖像進行預(yù)處理：對步驟1獲得的焊縫圖像依順序采用中值濾波的方法和模糊增強法進行預(yù)處理；

其中，所述的中值濾波的方法，具體內(nèi)容是，針對圖像的每個非邊緣像素點，以該像素點為中心，對其一個正方形窗口范圍內(nèi)所有像素點的灰度值排序，取排序后灰度值的中值作為該像素點新的灰度值；正方形窗口一般選用3×3或5×5的方形模板，本發(fā)明選用3×3模板。

所述的模糊增強法，其步驟如下：

①整幅圖像有m×n個像素點，將該幅具有l(wèi)個灰度級的焊縫圖像X，變換成一個模糊矩陣

I，記為：

式中：u_ij表示坐標為(i,j)的像素點的隸屬度，

隸屬度函數(shù)u_mn滿足：

u_ij＝x_ij/(l-1)

式中：x_ij表示坐標為(i,j)的像素點的灰度值；