基于分区域自适应中值滤波的x射线图像缺陷提取算法

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1、中北大学课程设计说明书学生姓名：李雅学号：0905064101学院：信息与通信工程学院专业：电子信息工程题目：基于分区域自适应中值滤波的X射线图像缺陷提取算法指导教师：张权桂志国职称:讲师教授2012年6月22日中北大学课程设计任务书11/12学年第二学期学院：信息与通信工程学院专业：电子信息工程学生姓名：李雅学号：0905064101课程设计题目：基于分区域自适应中值滤波的X射线图像缺陷提取算法起迄日期：2012年6月3日～2012年6月22日课程设计地点：电子信息工程专业实验室指导教师：张权桂志国系主任：

2、王浩全下达任务书日期:2012年6月3日课程设计任务书1．设计目的：综合运用自适应、中值滤波的知识，通过理论推导得出相应结论，利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解，建立概念。2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：针对X线图像对比度低、噪声大的特点，运用自适应、中值滤波的知识，实现其缺陷检测。3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：（1）查阅文献资料，了解相关知识；（2）确定设计方法；（3）编写MATLAB程序

3、，并上机调试；（4）撰写课程设计说明书。课程设计任务书4．主要参考文献：[1]周正干，滕升华，江巍等.焊缝X射线检测及其结果的评判方法综述EJ].焊接学报，2002，23(3)；[2]（美）冈萨雷斯（Gonzalez.R.C.）等著，阮秋琦等译.数字图像处理（MATLAB版）.北京：电子工业出版社，2005；[3]周正干，赵胜，安振刚.基于分区域自适应中值滤波的X射线图像缺陷提取.航空学报.2004，25(4)；[4]康宏伟，苏真伟，马杰.焊接缺陷X射线数字图像处理算法研究[J].无损探伤，2006，30(5

4、)；[5]欧元汉，宋永伦，周锋华，王俊涛.基于模糊推理的X射线图像焊缝提取.《新技术新工艺》·机械加工与自动化.2004；[6]刚铁，王东华.一种新的X射线焊缝检测图象的缺陷提取方法.《第十次全国焊接会议论文集（第2册）》，2001.5．设计成果形式及要求：提供课程设计说明书一份；MATLAB程序；6．工作计划及进度：6月3日~6月7日：查资料；6月8日~6月12日：确定设计方案；6月13日~6月18日：编写程序，上机调试；6月19日~6月21日：完成课程设计说明书；6月22日：答辩。系主任审查意见：签字：年

5、月日目录一、设计方案简介…………………………………………………………1二、设计条件及主要参数表………………………………………………2三、设计主要参数计算……………………………………………………2四、设计结果………………………………………………………………2五、心得体会………………………………………………………………5参考文献……………………………………………………………………6附录…………………………………………………………………………7一、设计方案简介1、缺陷提取的原理针对X线图像对比度低、噪声大的特点，运

6、用自适应、中值滤波的知识，实现其缺陷检测。缺陷的边缘模糊、背景灰度起伏，缺陷灰度与背景灰度有交叉。致使射线图像中存在不同方向的灰度、亮度起伏，其中左右区域的图像较明显。对于复杂的图像，采用一般的图像增强和边缘检测方法无法提取出试件的缺陷，因此，采用去除缺陷背景的方法，其处理步骤为:①根据灰度起伏方向的不同，把图像划分为若干区域，在每个区域内沿着垂直于灰度起伏的方向逐行(或逐列，或沿斜向)扫描，逐行(或逐列，或沿斜向)做一维中值滤波弱化缺陷，模拟出背景图像；②将原始图像与背景图像相减得到背景较为平坦、缺陷信号突

7、出的图像；③用合适的阈值把缺陷从背景中提取出来。2、滤波区域划分由于射线数字图像灰度变化复杂，对整幅图像做相同的滤波处理无法达到弱化缺陷、模拟背景的目的，于是采用分区域平滑滤波的方法。根据各区域灰度变化特点的不同，将图像分为左右两个个区域并分别进行滤波。3、自适应中值滤波器的设计根据划分的区域，在每个区域内沿着各自的滤波方向扫描图像，得到扫描线上的灰度曲线，再用一维中值滤波器对灰度曲线做滤波处理。如果用固定长度的滤波器，无论缺陷大小都要做相同的滤波，即使扫描线上没有缺陷点也要做滤波处理，这样必然降低处理速度；

8、另外，当缺陷的长度超过滤波器长度的一半时，固定长度滤波器就不能完全把扫描线上的缺陷点平滑掉，势必丢失部分缺陷信息，最终不能把缺陷完整地提取出来，从而影响缺陷的识别结果，造成误判或漏判。因此，无论是从提高处理速度，还是从保证缺陷完整的角度来考虑，固定长度滤波器都是不可取的。为了能在提取缺陷时尽可能地保持缺陷的真实尺寸，并具有较快的运算速度，提出了自适应中值滤波的方法，其算法原理介绍描述如下。自适应中值