[發明專利]一種工業弱缺陷分割方法

在審

• 申請號: 202011106019.6
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112200826A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 李莉;劉靖誼;汪紅兵
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G06T7/136
• 分類號: G06T7/136;G06T7/11;G06T5/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明提供一種工業弱缺陷分割方法，屬于工業射線底片缺陷的圖像分割技術領域。所述方法包括：利用局部對比度增強算法對原始圖像進行目標強化和去噪后，生成顯著度圖；利用動態權重調整的最大類間方差法對生成的顯著度圖進行自適應閾值分割，得到若干個區域，其中，每個區域為目標或背景，目標為缺陷。采用本發明，能夠在提高復雜背景下缺陷的分割準確率的同時，降低虛警率。

技術領域

本發明涉及工業射線底片缺陷的圖像分割技術領域，特別涉及是指一種工業弱缺陷分割方法。

背景技術

近年來，焊接廣泛用于航空航天、石油化工、核工業、機械制造等行業，由于焊接過程中各種參數及隨機因素的影響，焊縫結構在焊接制造過程中會形成不同程度和數量的氣孔、未熔合、未焊透以及裂紋等缺陷，對其使用性能產生不利影響。

盡管焊縫圖像中缺陷提取和識別的先驗知識比較豐富，但由于射線底片本身存在底片透亮度小、缺陷尺寸小、邊緣模糊的邊蝕效應、影像變形等特點，給缺陷的分割造成困難。

由于目標(即：缺陷)所在的區域信息與其鄰域不同，這意味著目標在局部比較顯眼，通過計算局部背景與其中心區域的對比度值生成對比度圖，以此來增強目標，當目標被強化之后，目標區域所攜帶的信息量得到了提升，有利于進一步分割目標和背景。

圖像分割作為缺陷檢測中的重要步驟之一，廣泛應用于自動視覺檢測應用中。OTSU算法旨在尋找一個最佳閾值，根據這個閾值將圖像的像素分成的兩部分：目標和背景，并使得這兩部分有著最大程度的不同。

傳統的最大類間方差法(OTSU)只有當目標和背景具有相似方差時才可以獲得比較滿意的分割結果，衍生的OTSU算法對于無缺陷的圖像分割時可能會出現虛警(即：沒有目標但分割出目標)的情況。

發明內容

本發明實施例提供了工業弱缺陷分割方法，能夠在提高復雜背景下缺陷的分割準確率的同時，降低虛警率。所述技術方案如下：

一方面，提供了一種工業弱缺陷分割方法，該方法應用于電子設備，該方法包括：

利用局部對比度增強算法對原始圖像進行目標強化和去噪后，生成顯著度圖；

利用動態權重調整的最大類間方差法對生成的顯著度圖進行自適應閾值分割，得到若干個區域，其中，每個區域為目標或背景，目標為缺陷。

進一步地，所述利用局部對比度增強算法對原始圖像進行目標強化和去噪后，生成顯著度圖包括：

獲取原始圖像；

對獲取的原始圖像進行預處理；

利用局部對比度增強算法對預處理后的原始圖像進行目標強化和去噪后，生成顯著度圖。

進一步地，所述利用局部對比度增強算法對預處理后的原始圖像進行目標強化和去噪后，生成顯著度圖包括：

滑動窗口v在預處理后的原始圖像上滑動，目標窗口u在滑動窗口v上滑動，對由目標窗口u和滑動窗口v組成的每一個圖像補丁計算用于生成對比度圖的響應值其中，圖像補丁的大小為v，圖像補丁由9個單元塊組成，即：滑動窗口v被分成了九個單元塊；u表示目標所在的中心單元塊，v中除了u所在的中心單元塊，還包括與中心單元塊相鄰的8個相鄰單元塊；

滑動窗口遍歷預處理后的原始圖像的所有像素點后，使用每一個圖像補丁的響應值替換相應的中心單元塊對應的原始灰度值，得到原始圖像的對比度圖；

根據得到的原始圖像的對比度圖，生成顯著度圖。

進一步地，滑動窗口v的高度和寬度都是目標窗口u的三倍；

目標窗口u的尺寸參數為固定值。

進一步地，響應值表示為：