缩孔缺陷图像的生成算法研究

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1、硕士学位论文缩孔缺陷图像的生成算法研究作者姓名梁兆敏学科专业信号与信息处理指导教师黄茜教授所在学院电子与信息学院论文提交日期2016年6月ResearchontheGenerationAlgorithmoftheShrinkageCavityDefectImageADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiangZhaominSupervisor：Prof.HuangQianSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TP391.43学校代号：10561学号：2013

2、20109101华南理工大学硕士学位论文缩孔缺陷图像的生成算法研究作者姓名：梁兆敏指导教师姓名、职称：黄茜教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：信号与信息处理研究方向：智能信息处理系统与模式识别论文提交日期：2014年4月20日论文答辩日期：2016年6月8日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：2016年月日答辩委员会成员：主席：贺前华教授委员：黄茜教授秦华标教授朱延军高级工程师李艳雄讲师华南理工大学学位论文原创性声明下独立进行研究所本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导，本论文不包含任取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外何其他个人或集体己经发表或

3、撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡明。本人完全意识到本声明的献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标法律后果由本人承担。（／日日期：如年（月作者签名；冢典歡＞学位论文版权使用授权书＝本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位）布学位论文的全；学校可Ｗ公论文被查阅（除在保密期内的保密论文外、缩印或其它复制手段保存、汇编学位部或部分内容，可Ｗ允许采用影印一致。论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相

4、本学位论文属于：＾。□保密，在年解密后适用本授权书同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议孙不保密，ｊ的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社Ｉ全文出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分Ｉ内容。＂：＾（请在Ｗ上相应方框内打）冰於曰期：＞＾（句＞每作者签名：豕心今指导教师签名；曰期戸《為；摘要铸造工艺因其诸多优点被广泛应用于工业生产的各个领域，在汽车铸造行业的发展更是突飞猛进。国家、厂商以及用户越来越注重汽车在环保、安全方面的要求与性能上的体验，因此铸件自动缺陷检测确为必要，自

5、动缺陷检测算法也是当前国内外的研究热点。但现实中大量缺陷样本的缺少一直是铸件自动缺陷检测算法的阻碍。本文探索及研究铸造缩孔缺陷图像生成算法，就是为了能够向铸件自动检测算法提供更多的训练样本。铸造缩孔缺陷是常见的铸造缺陷类型之一，本文关于缩孔缺陷生成算法的研究不仅对这一类型的缺陷检测算法提供了辅助作用，并且对其他类型的缺陷生成算法研究也具有借鉴的作用。本文对缩孔缺陷图像的自动生成算法研究，主要分为三个阶段，其中包括仿真缺陷图像的生成阶段、仿真缺陷图像变换处理阶段、背景融合阶段。本文首先介绍缩孔缺陷的形成机理与分类，论述铸造过程中由于液态收缩和凝固收缩导致铸件产生缺陷的过程。接下来从数字图像

6、处理角度，分析了真实缩孔缺陷图像的灰度特征、纹理特征和空间关系特征，得出缩孔缺陷的数字图像特征。根据改进后的Diamond-Square算法生成随机的高程数据，并结合灰度映射来生成仿真缩孔缺陷图像。此时不能直接将生成的仿真缩孔缺陷图像与背景进行融合，否则会导致融合效果的不理想。因此，接下来需要对生成的仿真缩孔缺陷图像进行变换处理。其次，根据本文提出的融合方法将经过变换处理后的仿真缩孔缺陷图像与真实缺陷X射线图像进行融合，得到了最后的背景融合图像。最后，为了对融合效果进行有效性的分析与评价，本文采取基于深度学习的铸件缺陷检测算法对最后生成的融合图像中的缺陷进行检测，实验结果验证了生成的仿真

7、缺陷均能被正确地检测出来，并且能够识别为缩孔缺陷。证实了本文在仿真缺陷图像的生成阶段、仿真缺陷图像变换处理阶段以及背景融合阶段这三部分算法的有效性。并对算法的不足作出总结，指出算法未来的发展方向。关键词：仿真缩孔缺陷；Diamond-Square算法；灰度映射；背景融合；IAbstractBecausetherearemanyadvantagesofcastingtechnics,whichiswidelyappliedtovari