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由于粉末材料在筹备和生产过程中可能会引入颗粒状或丝状杂质,导致对最终材料的质量和性能造成影响,因此一般需要对粉末材料进行无损检测。X射线检测具有检测速度快、分辨率高等特点,是一种比较普遍和成熟的无损检测手段。然而,一方面由于X射线成像技术自身的原因,采集得到的X射线夹杂图像往往存在对比度低、弱边缘、随机噪声多等问题;另一方面,传统X射线对于粉末材料中夹杂的评定是依靠人工的方式在底片上直接测量,这种方法花费时间长,效率较低下,容易受检测人员的经验和疲劳度等影响。同时单次扫描容易受到夹杂的空间位置和自身形态的影响,使得检测的准确性和稳定性降低。于是,本文针对以上问题提出了一种多角度DR(Digital Radiography)图像夹杂检测方法。本文的主要研究内容如下:
(1)针对单次扫描角度不同引起的夹杂检测误差较大、稳定性低等问题,本文提出了一种多角度DR图像夹杂检测方法。首先对图像进行预处理;然后对不同角度下的夹杂图像进行配准来寻找同一夹杂;接着利用图像分割算法提取夹杂,并根据分割生成的夹杂二值图像计算夹杂的特征参数,选取不同角度下夹杂尺寸的最大值作为它们的近似值,同时本文利用不同角度下夹杂面积和旋转角度的关系,预测出夹杂的最大面积和旋转角度来提高检测的准确性;最后通过计算出夹杂的体积来评估粉末材料中杂质的含量。
(2)针对同一物体多角度检测,提出了基于SIFT(Scale-invariant feature transform)算法的配准方法。在进行配准之前,本文采用窗宽/窗位变换和限制对比度直方图均衡化(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization,CLAHE)的方法对原始图像二次增强,提升图像质量。随后在特征匹配过程中,本文利用匹配点对的空间关系对匹配点对y方向上的位移量设置阈值来提高配准的准确性,最终得到了较好的配准效果。
(3)针对X射线夹杂图像的弱边缘问题,本文弥补了传统图像过渡区描述子的不足,并基于图像过渡区思想提出了一种新的过渡区描述子,该算子可以较好地将弱边缘与背景区域进行区分,并结合阈值分割提取夹杂的弱边缘区域,再通过区域填充,形态学细化处理实现夹杂的提取。最终实验证明本文的提取方法能够较为理想地提取出夹杂区域。
(1)针对单次扫描角度不同引起的夹杂检测误差较大、稳定性低等问题,本文提出了一种多角度DR图像夹杂检测方法。首先对图像进行预处理;然后对不同角度下的夹杂图像进行配准来寻找同一夹杂;接着利用图像分割算法提取夹杂,并根据分割生成的夹杂二值图像计算夹杂的特征参数,选取不同角度下夹杂尺寸的最大值作为它们的近似值,同时本文利用不同角度下夹杂面积和旋转角度的关系,预测出夹杂的最大面积和旋转角度来提高检测的准确性;最后通过计算出夹杂的体积来评估粉末材料中杂质的含量。
(2)针对同一物体多角度检测,提出了基于SIFT(Scale-invariant feature transform)算法的配准方法。在进行配准之前,本文采用窗宽/窗位变换和限制对比度直方图均衡化(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization,CLAHE)的方法对原始图像二次增强,提升图像质量。随后在特征匹配过程中,本文利用匹配点对的空间关系对匹配点对y方向上的位移量设置阈值来提高配准的准确性,最终得到了较好的配准效果。
(3)针对X射线夹杂图像的弱边缘问题,本文弥补了传统图像过渡区描述子的不足,并基于图像过渡区思想提出了一种新的过渡区描述子,该算子可以较好地将弱边缘与背景区域进行区分,并结合阈值分割提取夹杂的弱边缘区域,再通过区域填充,形态学细化处理实现夹杂的提取。最终实验证明本文的提取方法能够较为理想地提取出夹杂区域。