MAG焊熔池图像的灰度形态学分析

图像处理在焊接过程跟踪控制和焊接质量建模中越来越受到重视,而MAG焊是目前国内最常见的焊接方法之一,作者采用数学形态学的方法来进行MAG焊熔池图像的分析.针对MAG焊图像,除了进行灰度形态学的四种基本运算之外,提出了一套完整的从图像的预处理到边缘检测形态学算法.结果表明,灰度形态学算法非常适合于处理焊接熔池图像.     

小波和插值结合应用于超声图像的超分辨率算法

针对超声图像分辨率较低的缺点,对现有基于小波和插值的图像放大方法进行归纳、总结和分析,提出了一种基于小波和插值的超分辨率图像处理方法,该方法选择合适的小波与插值的结合方式,采用基于区域能量的判定方法,通过适当减少低频子带的比例同时尽可能多地恢复高频子带的方法重建超分辨率图像。通过5种方法对超声图像进行对比试验,结果表明：第5种该方法能有效地提高超声图像的分辨率,对材料感兴趣区域的缺陷检测可起到“探针”作用。     

基于分形和数学形态学的MAG焊熔池图像分析

焊接过程产生的烟尘、孤光以及飞溅导致焊接熔池图像中存在大量的噪声,运用对噪声敏感的图像处理方法很难准确地提取熔池图像的信息.提出了一种基于分形和数学形态学理论的综合图像处理方法.该方法利用分形理论中离散分数布朗随机场理论得到按分形维分布的熔池灰度图像后,采用常规的图像处理方法提取图像边缘,然后利用数学形态学中开运算和闭运算,得到图像的强连通边界,并利用二值形态学中的连通域检测去除噪声得到目标图像.试验结果表明该方法能够快速、准确地检测到熔池的边缘、高度、宽度以及面积等信息.     

CO2焊熔池图像的Bubble小波零交叉边缘检测

在用CCD捕获的CO2焊熔池图像中存在大量的弧光噪声和飞溅形成的点噪声，要准确地检测熔池图像的边缘较为困难。首先采用中值滤波和乘法运算对CO2焊图像进行降噪处理。基于零交叉边缘检测方法和多孔算法，研究了熔池边缘的Bubble小波检测方法及算法实现，对比分析了不同小波尺度对边缘检测结果的影响。试验结果表明，用Bubble函数构造的小波基对提取熔池边缘效果较好，为熔深控制、焊缝跟踪等奠定了坚实的基础。     

MAG焊熔池图像特征及可用信息分析

针对MAG焊焊接过程的特点,采用被动式视觉传感的方式,利用近红外CCD摄像机,配合1064nm窄带滤光片和0.1%中性减光片组成的复合滤光系统,很好地排除了弧光的干扰,采集到大量高清晰的MAG焊短路过渡、射滴过渡、射流过渡熔池图像.利用数字图像处理技术对熔池图像进行图像处理,并提取出反映焊接质量的图像特征信息.对于单幅熔池图像进行了灰度分析,并提取了三条熔池图像等值轮廓线;对于连续多帧熔池图像,提出了利用熔池图像差影检测和熔池图像平均灰度来研究MAG焊焊接过程的新思路,为熔化极气体保护焊焊接过程质量控制奠定了基础.     

小波分析在图像边缘检测中的应用

基于小波的多尺度特性和小波变换模极大值理论,并以某核电站的射线检测焊接图像为例,研究小波在图像边缘检测的应用。经过理论论证和实例仿真表明,小波可很好地检测线型图像边缘,但存在误检点。     

采用小波分析的水下药芯焊接焊缝图像边缘检测技术

由于传统的边缘检测算子如梯度算子、拉普拉斯算子、Sobel算子等对噪声敏感，采用了Bubble函数过零点检测来提取焊缝图像边缘的小波多尺度方法。通过调整尺度参数σ的值，得到焊缝边缘提取效果最好的σ的范围是：0．4≤σ≤0．6，有效降低了噪声，同时又较好地保特了焊缝边缘细节。在水下药芯焊接焊缝边缘检测中获得较好的效果。     

基于残差网络的刀具图像超分辨率重建

在机床加工过程中,刀具转速高、微细刀具直径较小等因素以及工业相机在机床上安装困难,导致难以获得高分辨率刀具图像,限制了视觉方法在监测上的应用。针对普通相机获得的低分辨率图像,提出了一种基于残差网络的刀具图像超分辨率卷积神经网络。该网络将学习全局残差和学习局部残差两种方法相结合,学习高低分辨率图像对之间的映射关系,对低分辨率图像进行超分辨率重建。为了提高对刀具图像边缘的重建效果,提出一种包含图像边缘信息的损失函数。与双三次插值算法以及典型的超分辨率网络相比,所提出的网络在两项客观图像质量评价指标以及主观评价上的表现均为最佳。     

MAG焊熔池图像各区域定义及近似熵分析

依据弧焊熔池图像对焊缝成形缺陷的影响,定义了头部、中部和尾部三个熔池分区,深入研究了弧焊熔池图像与焊缝表面成形质量之间的关系、并通过大量试验验证,得出了弧焊熔池图像各区域视觉特征与焊缝成形缺陷之间的主要关系．运用混沌学的近似熵方法对熔池三个区域灰度值分布梯度进行了分析研究．结果表明,各区域灰度梯度的近似熵值与焊缝成形质量基本呈正相关性,近形熵值越大,成形越好,研究的试验数据为基于熔池图像评价和控制焊缝成形质量提供了一种新型量化指标．     

基于小波变换的MAG焊焊缝跟踪

提出了一种基于CCD视觉传感的MAG焊焊缝跟踪方法.由于MAG焊过程中通常伴有大量的飞溅、烟尘以及强烈的弧光干扰,所以很难从CCD中获取到清晰的焊缝图像.基于M带Bubble小波变换的方法,检测捕获MAG焊过程熔池的图像边缘.结果表明,该方法在检测焊接熔池边缘以及焊缝识别中,即便图像中出现大量噪音也是有效的.在焊缝识别的基础上,采用PID控制算法跟踪所设计的S形焊缝的成形.试验结果表明其焊缝跟踪方法具有较高的精确度.     

一种多尺度分形的弧焊熔池图像分割方法

弧焊熔池图像的各个区域与最终的焊缝成形有着密切的关系.分析了弧焊熔池图像中的浮渣与熔池的分型维数和多尺度分型维数的特征,阐述了图像的分形维数和多尺度分形维数特征的概念,介绍了单一分形维数与基于多尺度分形维数的图像分割方法,并把该方法应用到了弧焊熔池图像的分割中.结果表明,基于分形维数的多尺度图像分割方法可以有效地对弧焊...     

激光焊熔池图像三维形态恢复算法分析

利用熔池图像表面的明暗变化恢复熔池表面三维形态,分析熔高和熔宽等特征与焊接质量的关系.试验装置采用红外激光辅助光源和带有近红外窄带滤波组合系统的高速影像设备实时捕捉熔池动态图像,并根据统计学估计光源位置参数,采用基于单幅熔池灰度图像的明暗恢复形状技术(shape from shading,SFS)中的局部分析算法来恢复熔池三维表面形态,并通过中值滤波和三次样条插值对三维重建后熔池形状进行去噪和平滑处理.结果表明,所采用的方法能有效地恢复熔池表面信息,为大功率盘形激光焊接过程中根据熔池二维图像预测焊缝成形提供了一种方法.     

傅立叶变换在熔池图像特征提取中的应用

熔池图像特征的提取对于分析焊接质量十分重要,而频域图像处理算法相对空域有很多优势,可以克服传统的空域图像处理算法对噪声敏感的不足,并有利于增强图像特征.为此,首先采用中值维纳滤波方法对焊接熔池图像进行组合滤波去噪,然后对去噪后的熔池图像运用基于傅立叶变换的巴特沃思滤波器进行高通滤波,以增强图像,并采用加强滤波算法对图像实现补偿,同时进行直方图均衡化,最后运用Canny算子边缘检测与数学形态学运算获得熔池边缘,提取出熔池特征信息.结果表明,运用傅立叶变换高频加强滤波进行熔池图像增强处理,并结合空域中较为成熟的图像处理算法,可以得到较好的熔池特征提取效果.     

Edge detection of molten pool and weld line for CO2 welding based on B-spline wavelet

Due to the disturbances of spatters, dusts and strong arc light, it is difficult to detect the molten pool edge and the weld line location in CO2 welding processes. The median filtering and self-multiplication was employed to preprocess the image of the CO2 welding in order to detect effectively the edge of molten pool and the location of weld line. The B-spline wavelet algorithm has been investigated, the influence of different scales and thresholds on the results of the edge detection have been cornered and analyzed. The experimental results show that better performance to extract the edge of the molten pool and the location of weld line can be obtained by using the B-spline wavelet transform. The proposed edge detection approach can be further applied to the control of molten depth and the seam tracking.     

铝合金MIG焊熔池图像的形态学处理方法

建立了用于铝合金脉冲MIG焊熔池图像检测的CCD视觉系统,通过窄带滤光系统和选取合适的焊接规范,获取了铝合金脉冲MIG焊熔池的清晰图像。分析了铝合金焊接熔池图像的特征。针对目前已有熔池图像处理算法的缺点,利用形态学方法去除了图像信号中的噪声、阴极雾化区等影响熔池特征提取的部分,获得了满意的熔池边缘图像,为进一步实现铝合金MIG焊接过程控制创造了条件。     

A304不锈钢薄板激光焊接熔池受力分析

开展A304不锈钢薄板激光焊接实验,并在相同实验参数的基础上,对激光热源进行二次开发,利用有限元软件进行三维流场数值模拟。根据流体力学原理,计算出A304不锈钢的雷诺数Re为2.415,所以A304不锈钢熔池内液相流动形式为层流;并在考虑融化潜热、外部环境的散热和材料的热物理性能随温度变化等因素的基础上,讨论表面张力和浮力对熔池流动的影响。通过分析可知模拟结果与激光焊接实验结果一致。