[發明專利]一種復合材料脫粘缺陷的自動分割及量化方法

有效

• 申請號: 201810087207.5
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108444934B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 高斌;馮琪智
• 申請（專利權）人: 四川沐迪圣科技有限公司
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35;G01J5/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種復合材料脫粘缺陷的自動分割及量化方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、圖像預處理

(1.1)、對被測試件進行熱加載，采集被測試件的紅外熱圖像序列；

(1.2)、利用熱圖像信號重構算法對紅外熱圖像序列進行重構

將紅外熱圖像序列的溫度響應從時域轉換到對數域，擬合成n次多項式函數：

ln(T(0,t))＝a₀+a₁ln(t)+a₂[ln(t)]²…+a_n[ln(t)]ⁿ

其中，表示熱擴散率，kρc分別表示被測試件的熱導率、密度和比熱容；Q為表面總能量，t為時間；a₀,a₁,…,a_n分別對應壓縮之后的n+1幀圖像的系數；

(2)、圖像自動分割

(2.1)、計算重構后的n+1幀圖像的峭度值；

其中，K_i表示第i幀圖像的峭度值，i＝0,1,2,…,n；表示第i幀圖像中第j個像素點的像素值，μ_i,σ_i分別表示第i幀圖像的像素均值和標準差，M表示第i幀圖像中像素點總個數；

選出最大峭度值對應的該幀圖像并作為最佳熱圖像；

(2.2)、將最佳熱圖像劃分為非試件區域、試件的非缺陷區域和試件的脫粘區域；

(2.3)、在試件的非缺陷區域中自動選擇起始種子點

使用平均最大值法MMRT計算初始種子點集合S：

|MMRT-S|＜o

其中，ι和r分別表示最佳熱圖像的第ι行和總行數，|X_ι|表示第ι行的絕對值最大的像素值，μ表示最佳熱圖像的像素均值，MMRT為所得初始種子點值，o為常數；

利用形態學的邊緣檢測算法去除初始種子點集合S中落在非試件區域中的種子點，得到最終的種子點集合S^*，再從種子點集合S^*中隨機挑選一個點作為起始種子點；

(2.4)、對最佳熱圖像進行自動閾值選擇

(2.4.1)、獲取二值化處理的最佳閾值

(2.4.2)、求出最佳熱圖像的像素均值及像素均值對應的單位數量級；

(2.4.3)、確定閾值范圍：以像素均值的絕對值對應的像素點為中間點，再向左右分別取τ個單位長度，作為閾值點；在閾值范圍內，對2τ個閾值進行區域分割；

(2.4.4)、以起始種子點作為分割點，對最佳熱圖像進行二值化分割，得到的二值化圖像中分別用0和1代表缺陷區域和非缺陷區域；

(2.4.5)、計算缺陷區域中像素點個數和總像素點之間的比例；

其中，∑p_j＝0表示缺陷區域中像素點總個數，M表示圖像總像素點個數；

(2.4.6)、在每個閾值點自然生長時，重復步驟(2.4.4)、(2.4.5)，直到2τ個閾值點生長結束，再在同一幅圖中繪出缺陷比例曲線，最后分析缺陷比例曲線變化結果，找出缺陷比例跳變最大的閾值點作為最佳閾值，所對應的二值化圖像即為最佳分割圖像；

(3)、缺陷定量識別

(3.1)、計算被測試件的面積與最佳二值化圖像中像素點的比例關系λ；

(3.2)、根據比例關系λ計算被測試件中的缺陷面積S_def；