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1、第21卷 第3期焊接学报Vol.21No.32000年9月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTIONSeptember2000基于点光源X射线焊缝缺陷深度尺寸的测量122梁德群, 沈 杉, 杨海军(1.大连海事大学 信息工程学院,大连 116026;2.西安交通大学 图像处理与识别研究所,西安 710049)摘 要:介绍了一种焊缝X射线图像缺陷深度信息实时自动检测方法。由于要实时和自动,则只能用经影像增强器转换的实时X光成像系统,而不能用照片方式。又由于现场条件的限制,不可能用多幅图的投影合成法。本文介绍了一
2、种仅用三幅图来获取深度信息的方法。区别于照片成像,光源已经不能看成平行光,文中分析了点光源成像的原理和方法。二维缺陷的准确检测是计算深度信息的基础,而准确的边缘检测又是检测二维缺陷的基础。由Marr开创,经Canny、Witken和Mallat等人发展起来的多尺度边缘检测被认为是理论上最完善的一种方法,但他们没有解决尺度自适应问题。本文介绍了一种基于测度的尺度自适应边缘检测方法,获得很好效果。关键词:计算机视觉;无损检测;小波边缘检测中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:0253-360X(2000)03-05-04梁德群0 序 言此种
3、情况。(2)增加对面积性缺陷检测的可靠性。在X射锅炉、压力容器和石油钢管的焊缝必须经X射线无损检测中,把气孔、夹渣类称为体积性缺陷,而线检测后才能使用,目前焊缝X射线检测多用人工裂纹、未焊透称为面积性缺陷。面积性缺陷在X射判片法,即拍成X光的胶片,再由评片员评定焊缝线穿过的方向上厚度小于体积性缺陷,所以成像的的级别。也有部分使用工业电视法,即X射线穿过灰度较低,容易丢失信息。如果射线与面积性缺陷工件,经增强器转换成可见光,由摄像机传送到显示的平面成一定角度,则射线通过缺陷的厚度相对增器上,由人工观察判级。这两种方法均只检测二维加,使成像变得清楚。
4、图2给出了这一情况的示意尺寸。文献[1]介绍了用两张X光胶片加立体镜由图。显然,A′B′>AB,则投影图上缺陷区灰度值增人工测量深度的方法。本文介绍一种基于工业电视大,易于与背影区别。系统的在线深度尺寸自动测量的方法。深度尺寸的测量对焊缝判级是很重要的。与二维测量相比有如下意义。(1)可以检测出沿深度方向走向的裂纹缺陷,图1示出了这类缺陷在三维和二维测量中的不同结果。在实际测量中不可能保证射线方向完全与深度方向重合图2 斜射线穿过面积性缺陷的长度增加,因此会形成(a)、(b)、(c)三种情况。如果Fig.2Lengthofobliquelinec
5、rossingaarea对其中任一种情况仅采用一个投射方向,则可能把defectisincreased裂纹当成气孔或夹渣,而用二到三个方向则可避免(3)可以把表面凹坑与内部气孔区别开来。图3图1 裂纹的二维投影示意图Fig.1Schematicof2-Dprojectionofcrack收稿日期:1999-11-09图3 表面凹坑与气孔在投影图上相同基金项目:国家自然科学基金资助项目(69575014)Fig.3Hollowofsurfaceisseemasairholeonaprojection©1994-2006ChinaAcademicJo
6、urnalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net6焊 接 学 报第21卷示出了这种情况。X射线通过气孔和凹坑时的吸收系数一样,这样得到二维图像上都表现为亮区。若有深度信息便可把表面凹坑与内部气孔区别开来。(4)为补焊提供了深度信息。补焊时首先要刨开焊缝,若有深度信息则可使焊工较准确地找到缺陷的位置,提高工效。(5)对焊接工艺分析提供帮助。由二维投影图像获得三维信息,已发展了多种图4 同一点在两个位置的投影的二维关系Fig.4Relationshipof2-Dp
7、rojectionthroughtwo方法,如逆投影法、傅里叶变换法和滤波—逆投影法locationsofsamepoint等。这些方法要求全投影角度的投影图,其典型代表是CT(ComputerTomography)。为了减少投影图的[2,3]数目,又发展了代数迭代法。另外,可以根据视差原理获得目标外形的形状信息这是计算机视觉中[4]常用的方法。在焊缝缺陷深度信息的提取中,虽然使用了射线投影方法,但不可能有太多的投影,这是由X光源、增强器和工件间的空间位置受限所致。一般来说,最多可在60°范围内获得几幅图像,然而,作者主要关心缺陷的类别和位置,所
8、以可以用图5 同一点在两个位置的投影的三维关系计算机视觉的办法。下面介绍成像和深度尺寸获取Fig.5Relationshipof3-Dp
