[發(fā)明專利]一種基于X射線成像的鋼管螺旋弧焊縫區(qū)域提取方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710764610.2 | 申請日： | 2017-08-30 |
| 公開（公告）號： | CN107610103B | 公開（公告）日： | 2021-01-08 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 朱養(yǎng)鵬;李鵬 | 申請（專利權(quán)）人： | 西安石油大學(xué) |
| 主分類號： | G06T7/00 | 分類號： | G06T7/00;G06T5/00;G06T7/13 |
| 代理公司： | 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129 | 代理人： | 高麗萍 |
| 地址： | 721006 陜西*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 射線 成像 鋼管 螺旋 焊縫 區(qū)域 提取 方法 | ||
1.一種基于X射線成像的鋼管螺旋弧焊縫區(qū)域提取方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1，讀取圖像，進(jìn)行圖像預(yù)處理，包括灰度轉(zhuǎn)換，圖像增強與降噪處理；
步驟2，用Canny算子進(jìn)行焊縫邊緣檢測；
步驟3，進(jìn)行霍夫變換，檢測直線；
步驟4，兩次直線過濾；第一次直線過濾，對計算步驟3檢測出的所有直線的斜率進(jìn)行過濾，過濾條件為：
長度小于30個像素值進(jìn)行過濾；
過濾掉與焊縫中心線平行的直線和與焊縫中心線垂直的直線；
過濾掉斜率大于設(shè)定的最大斜率60度和斜率小于設(shè)定的最小斜率30度的直線；
其它的直線保留；
第二次過濾直線，根據(jù)第一次過濾結(jié)果獲取焊縫的中心線；過濾掉離中心線小于設(shè)定距離的直線，其中設(shè)定距離為二分之一焊縫寬度加5像素；還要過濾掉與中心線相交的直線；
步驟5，獲取左右邊界直線的像素點集合；
步驟6，對左右邊界像素點集合進(jìn)行擬合，得到焊縫的最終邊界；
步驟7，提取焊縫區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于X射線成像的鋼管螺旋弧焊縫區(qū)域提取方法，其特征在于，步驟1中采用指數(shù)變換進(jìn)行圖像增強，將采集到的16位灰度圖像轉(zhuǎn)換到8位灰度圖像進(jìn)行顯示，轉(zhuǎn)換公式如下：
y＝a+bxc
其中，采集原始數(shù)據(jù)圖像灰度級為65535，轉(zhuǎn)換后的圖像為256個灰度級；設(shè)x代表原始圖像的像素值，y代表轉(zhuǎn)換后的圖像的像素值，設(shè)定a、b、c三個系數(shù)，則x與y的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：
①、ab:如果x≤a，則y＝0；如果x≥b，則y＝255；在[a,b]內(nèi)，采用指數(shù)校正增強函數(shù)如下：
②、ab:如果x≤b，則y＝255；如果x≥a,則y＝0；在[b,a]內(nèi)，采用指數(shù)校正增強函數(shù)如下：
對于不同的壁厚和直徑的鋼管，通過調(diào)節(jié)a、b、c的參數(shù)值，使圖像在最佳的成像狀態(tài)下進(jìn)行顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于X射線成像的鋼管螺旋弧焊縫區(qū)域提取方法，其特征在于，步驟1中圖像降噪處理使用的是幀疊加處理方式進(jìn)行濾波處理，采用100幀圖像疊加，在進(jìn)行3×3窗口的中值濾波處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于X射線成像的鋼管螺旋弧焊縫區(qū)域提取方法，其特征在于，步驟2中確定Canny邊緣檢測的參數(shù)值時，選Canny值從2開始，靠近掃描起始點進(jìn)行掃描時，每次增加1，進(jìn)行焊縫中心線一側(cè)焊縫邊界檢測，直到確定焊縫時Canny值停止改變，焊縫確定時Canny的值記為Cmin，同理，對焊縫中心線另一側(cè)進(jìn)行掃描時，Canny值從15開始，每次減少1，進(jìn)行焊縫中心線的另一側(cè)焊縫邊界檢測，直到確定焊縫時Canny值停止改變，焊縫確定時Canny的值命名為Cmax；最終采用Cmin和Cmax的平均值作為邊緣檢測的Canny值參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于X射線成像的鋼管螺旋弧焊縫區(qū)域提取方法，其特征在于，步驟3中使用Opencv庫函數(shù)HoughLinesP進(jìn)行霍夫變換，檢測直線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于X射線成像的鋼管螺旋弧焊縫區(qū)域提取方法，其特征在于，步驟5中將焊縫中心線左邊的端點存入集合Lpoints中，焊縫中心線右邊的端點存入集合Rpoints。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于X射線成像的鋼管螺旋弧焊縫區(qū)域提取方法，其特征在于，步驟6采用Opencv庫函數(shù)中的filtline函數(shù)對步驟5所得集合Lpoints和集合Rpoints進(jìn)行擬合，分別得到左右邊界。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于X射線成像的鋼管螺旋弧焊縫區(qū)域提取方法，其特征在于，步驟7中，掃描原始圖像，將兩邊界之間的區(qū)域存入結(jié)果集合中，得到焊縫區(qū)域。
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