[發明專利]一種基于窗體特征的漏磁管道缺陷位置提取方法

有效

• 申請號: 201710236188.3
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN107024532B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 付明芮;劉金海;汪剛;馮健;張化光;馬大中
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N27/83
• 分類號: G01N27/83;G06K9/62
• 代理公司: 21212 大連東方專利代理有限責任公司
• 代理人: 王丹;李洪福

本發明公開了一種基于窗體特征的漏磁管道缺陷位置提取方法，其包括：步驟1、提取樣本后基于窗體對所提取的樣本進行特征提取，利用歷史漏磁數據學習特征參數并建立識別模型；所述特征包括顯著性特征、對比度特征、中心點特征及指紋特征；步驟2、首先對任意一段待測數據進行異常檢測，以確定相應的異常區域；其次分兩個階段對所確定的異常區域進行缺陷位置提取以獲得相應的識別結果；所述的兩個階段是指對單個缺陷的識別階段及對多個缺陷的識別及分割階段；步驟3、基于所獲得識別結果進行效果評估。該方法通過內外環的伸縮考慮了測量窗體與周圍背景發的差異程度，增強了模型識別效果且避免了過多的人為干預，增加了算法的可移植性。

技術領域

本發明涉及故障診斷及人工智能的技術領域，具體說是涉及一種基于窗體特征的漏磁管道缺陷位置提取方法。

背景技術

導磁性鋼制管道被廣泛應用于石油和天然氣的輸送。隨著在役管道運行時間的增加，管道潛在的泄漏風險也在提升。因此定期對管道進行安全評估變得尤其重要。作為預防管道泄漏的關鍵技術之一，無損檢測被廣泛應用。目前，管道內檢測無損檢測方法包括：漏磁檢測、渦流檢測和超聲檢測。其中，漏磁檢測技術被廣泛應用于幾乎90％的在役管道中。這種毋庸置疑的領導地位源于：1)漏磁檢測技術對檢測環境要求低，不受傳送介質的影響，能夠同時檢測內外缺陷；2)能夠實現缺陷的初步量化。

一般來說，對于一個成功的缺陷位置提取方法，首先應該有良好的缺陷和非缺陷的分類精度，其次它應該保證識別到的缺陷具有良好定義的邊界。如果缺陷的識別出現問題，比如大型嚴重缺陷的漏檢，一個意想不到的泄漏事件將會發生。這將帶來巨大的經濟損失和環境污染。同時，如果缺陷的邊界不能夠被很好的定義，缺陷區域也許會大于實際缺陷區域成為過包含區域，或者小于實際缺陷區域成為欠包含區域。這種未被良好定義的缺陷將會給后續的安全評估帶來許多問題。比如，針對缺陷的三維輪廓反演問題，如果缺陷區域屬于過包含，自由度勢必會增加，最終導致反演迭代時間的增加。同時，如果缺陷區域屬于欠包含，缺陷最終的反演尺寸將會受到影響。

通過查閱文獻學習，缺陷的識別問題一般是從模型的角度通過對一些直接特征的提取，最后達到識別的目的。然而這些特征僅僅包含區域的部分特征，很難保證良好的分類精度。同時，很少有文獻研究如何提取缺陷的精確邊界，比如多缺陷(很多個缺陷聚集在一起的區域)的分割問題。實際上，真實的腐蝕環境中很少有單獨缺陷，絕大多數缺陷都是聚集在一起。因此，多缺陷的分割顯得尤其重要。另外，絕大多數文獻僅僅考慮識別問題，識別區域被假設已知，然而如何去確定識別區域很少被介紹。

發明內容

鑒于已有技術存在的缺陷，本發明的目的是要提供一種基于窗體特征的漏磁管道缺陷位置提取方法，

其提出了四種基于窗體的含有參數的特征：顯著性特征、對比度特征、中心點特征以及指紋特征，并將樸素貝葉斯網絡應用于參數學習中以保證最優的特征參數值和避免人工閾值干預，此外，本發明同時提出了一種2階段的缺陷區域提取方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案：

一種基于窗體特征的漏磁管道缺陷位置提取方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、建立識別模型：提取樣本后基于窗體對所提取的樣本進行相應的特征提取，利用歷史漏磁數據學習相應的特征參數并建立相應識別模型；所述樣本包括缺陷樣本及非缺陷樣本，所述的特征包括顯著性特征、對比度特征、中心點特征及指紋特征；

步驟2、對任意一段待測漏磁數據進行缺陷位置區域提取：首先對任意一段待測數據進行異常檢測，以確定相應的異常區域；其次分兩個階段對所確定的異常區域進行缺陷位置提取以獲得相應的識別結果；所述的兩個階段是指對單個缺陷的識別階段及對多個缺陷的識別及分割階段；

步驟3、基于所獲得識別結果進行效果評估，所評估的效果包括分類識別效果和邊界界定效果。

優選的，所述步驟1包括：