小径管X射线焊缝图像缺陷识别算法

针对小径管X射线焊缝图像缺陷检测精确率低的现状,通过对图像进行特征分析并结合稀疏字典学习,提出一种基于图像分割的小径管焊缝图像缺陷检测算法.首先,对小径管焊缝图像进行两步图像分割获得感兴趣区域;其次,提取焊缝缺陷,得到缺陷疑似局部图像;最后,提出以不同类型原子间相关性最小为目标的小径管焊缝缺陷字典矩阵数学模型并使用K-SVD算法进行求解,利用该字典矩阵实现圆形缺陷、线形缺陷和噪声的分类鉴别.为提高系统实时性,使用并行编程对图像分割算法进行加速.结果表明,改进后缺陷字典矩阵对圆形缺陷识别成功率为0.974,线形缺陷识别成功率为0.967,且具有较快的识别速度,实现了小径管焊缝图像缺陷的有效识别.     

稀疏分解算法在薄膜缺陷去噪中的应用

目的实现锂电池薄膜表面缺陷特征的有效提取。方法采用稀疏分解算法实现表面去噪,即通过选取合适的原子函数,在过完备字典中对含有点噪声、高斯噪声、椒盐噪声和加乘噪声背景下的缺陷图像进行稀疏分解迭代,通过观察法得到终止迭代值作为经验值,并将该经验值用于特定噪声背景下的稀疏分解终止迭代条件,得到去噪后的缺陷图像。最后将该方法与中值滤波技术进行比较。结果稀疏分解的去噪性能远优于中值滤波,对锂电池薄膜缺陷有很好的还原性。结论稀疏分解算法能够较好地去除锂电池薄膜图像中的噪声,从而识别出锂电池薄膜缺陷。     

基于改进二叉树多分类SVM的焊缝缺陷分类方法

为了进一步提高焊缝缺陷识别精度,定义了一种类分离度,提出了改进二叉树多分类SVM的焊缝缺陷分类方法.在焊缝缺陷分类时,计算每个类的类分离度,将类分离度最小的两个类进行训练得到SVM子分类器SVM_1,并将这两个类合并成一个新簇G;同理对新簇G和剩下的k-2类进行类分离度的评估,将类分离度最小的两类训练得到SVM子分类器SVM_2,并合并成新簇H,直至得到k-1个SVM分类器,训练结束得到良好的二叉树的分类结构.利用聚类生成好的优化二叉树SVM进行判别焊接缺陷.结果表明,新算法具有高的分类精度和推广能力.     

基于ADAM主动衰减退火算法的钢材缺陷检测北大核心

在工业钢材缺陷检测任务中,通过引入残差结构对传统的VGG网络模型进行了改进。通过结合特征金字塔池结构,实现了多层次的图像信息表达。基于此神经网络结构,对神经网络优化方法进行了研究。采用Adam优化方法的基础上,提出了主动衰减退火算法,实验结果表明引入残差结构并结合特征金字塔池结构的网络模型更优,主动衰减退火算法与Adam等方法相比具有一定的优越性。在钢材缺陷测试集缺陷图像分类平均精度达到了97.3%的精度,对实际工业应用有一定的意义。     

基于压缩感知的X射线螺旋焊管焊缝缺陷检测

应用压缩感知技术对X射线石油螺旋焊管焊缝缺陷进行识别.先对现场取得的焊管图像进行处理,截取出图像中的缺陷和噪声部分,在其中挑选出典型的缺陷和噪声作为研究样本.然后根据压缩感知技术训练出缺陷和噪声样本图像的冗余字典,通过该冗余字典求出待检测缺陷和噪声图像的稀疏表示.最后根据压缩感知图像识别原理进行待测图像的类型识别,得到待检测图像的缺陷和噪声识别率,也就是缺陷检测的灵敏度和特异度.检测结果表明,该方法更具有满足工程要求的高缺陷识别灵敏度和特异度.     

基于图像线性化处理的超声TOFD检测缺陷定位方法

超声TOFD检测方法在厚大焊缝的检测中具有较强的优势,特别是对裂纹类的缺陷,其检出效率高。为满足工程现场检测的需要,开发了基于USB接口的便携式超声TOFD检测系统,利用该系统对含有不同尺寸的人工底面开口窄槽的铝合金试块进行了D扫描检测。同时利用提出的自动算法提取了焊缝区域并将该区域的图像进行了转换,解决了D扫描图像在纵向方向上的显示与焊件厚度之间非线性的关系。结果表明,处理后的图像便于缺陷深度测量,检测人员可根据线性关系直接估算出缺陷的深度和高度,提高了检测效率。     

遗传优化的稀疏分解算法在超声缺陷提取中的应用

针对超声检测缺陷信号带有的干扰噪声严重影响信号提取和缺陷定位准确性的问题,利用基于遗传优化和稀疏分解相结合的算法提取超声缺陷信号。该算法利用遗传算法来寻优匹配追踪算法中的多参数;并采用与超声信号最优匹配的Gabor原子库,达到自适应的匹配超声回波信号,从而大大降低了稀疏分解算法的复杂度。分别对仿真和实际超声缺陷信号进行试验,并与小波去噪方法进行比较。结果表明,该方法能够在噪声背景下更有效地提取缺陷信号。     

基于视觉注意机制的射线图像缺陷检测方法

针对铸件、焊缝等缺陷在复杂背景射线图像中提取准确度较低的情况,提出一种基于视觉注意机制的射线图像缺陷检测方法。根据缺陷的不同性质,将射线图像按照区域或者线段划分成若干子区域;通过模拟视觉注意机制,利用中央-周边差算子分割出可疑区域;设置显著性阈值排除图像其他部分的干扰,并极大减少了算法处理量,然后以阈值法即可准确提取出各类缺陷。实验结果表明:该方法可在复杂背景下的射线图像中准确高效提取出缺陷,准确率可达94.6%,且适应性强、通用性好。     

基于高频超声检测的焊接缺陷识别

空洞、分层是钎焊接头中常见的缺陷,其面积大小对钎焊接头的质量会产生很大影响。为了能够准确、高效地计算缺陷面积,提出了一种缺陷识别算法,对缺陷进行标记。首先采用超声显微检测技术对钎焊工件进行检测,生成超声C扫描图像;然后采用基于阈值的图像分割方法对C扫描图像进行二值化处理,最后利用缺陷识别算法标记缺陷和计算缺陷面积,提高了工件缺陷检测的准确率和效率。     

基于离焦图像的晶圆表面缺陷检测

缺陷检测在晶圆生产中起着关键作用,在利用机器视觉检测晶圆缺陷时,无论晶圆有无缺陷均进行自动对焦,从而导致检测效率降低,针对该问题,提出了一种基于离焦图像的晶圆表面缺陷检测方法。可在对焦前下对晶圆进行评估,检测缺陷后进行对焦,首先在频域中对晶圆图像进行自适应背景估计和去除,得到光照均匀、特征突出的检测图像;然后使用区域合并的优化分水岭算法进行图像分割;最后对分割后缺陷区域进行缺陷识别。实验结果表明,该方法可以准确鉴别晶圆图像是否存在缺陷,对于存在缺陷的样本,缺陷检测准确率可达95.3%,提高了检测效率。     

基于灰度均衡模型联合Gabor滤波器的钢轨表面缺陷检测方法

目的 设计一种钢轨表面缺陷检测方法,对钢轨表面存在的缺陷进行快速、准确地检测。方法 首先,利用图像的灰度均值构造灰度均衡模型,对钢轨表面图像中像素点的灰度值进行修正,以克服光照不均的影响。然后,利用图像的谱残差模型与相位谱增强钢轨表面图像中的缺陷部分,引入ostu阈值分割法对增强后的图像进行二值化,对图像中的缺陷区域进行准确地分割提取。最后,利用Gabor滤波器,将二值化图像中的噪声进行滤除,并保留缺陷区域的边缘等细节特征。结果 与对照组方法相比,所提方法的检测效果较好,精确率以及召回率都有所提高。直观测试结果显示,所提方法能够较为完整地检测出钢轨表面缺陷。客观测试实验结果显示,所提方法的精确率为90.11%,召回率为93.41%,且平均耗时为45.17 ms,相对对照组方法而言,耗时最少。结论 所提钢轨表面缺陷方法不仅能够准确地对钢轨表面缺陷进行检测,而且还具有较高的检测效率。     

基于压缩传感技术的埋弧焊X射线焊缝图像缺陷检测

将压缩传感理论引入X射线焊缝图像缺陷判断,提出将判断X射线焊缝图像是否含有缺陷问题作为一个模式识别问题处理,将待检测图像视为样本图像的线性组合,通过求取系数向量来判断图像是否存在缺陷. 为实现系数向量的稀疏化,提出利用罚函数的方法求解0范数最小问题的近似最优解,提出新的光滑可导的0-1惩罚项函数,使求0范数最优成为可能. 在此基础上分别利用1范数最小和2范数最小求取系数向量,并利用混淆矩阵对所求结果进行分析. 结果表明,综合考虑0,1,2范数最小化所得系数的识别算法灵敏度可达99%,特异度可达98%.     

Image segmentation of small defects in precision weldments with complex structure

In this paper, the X-ray nondestructive test method of small defects in precision weldments with complex structure was presented. To resolve the difficulty of defect segmentation in variable grey image, the image processing based on Visual Basic programming method was adopted. The methods of automatic contrast and partial grey stretch were used to enhance the X-ray detection image which has relatively low contrast, then automatic threshold method was carried out to segment the two high intensity zones, and weld zones which contain the small defects was extracted. Smoothing and sharpen processing were proceeded on the extracted weld zones, and small defects in X-ray detection image of weldments with complex structure were segmented by using the method of background subtraction in the end. The effects of raster were eliminated, and because of that the image processing was only proceeded on the extracted weld zones, the calculated speed using the above provided algorithm was improved.     

基于信息融合优化搜索的X射线焊缝缺陷检测

提出一种基于信息融合优化搜索技术的X射线图像焊缝缺陷检测方法.在对X射线焊缝图像进行预处理的基础上,使用垂直焊缝方向投影的波形分析法进行焊缝区域分割,采用图像信息融合技术,综合不同判据获得启发式状态空间优化搜索的启发信息,对搜索过程进行优化,从而快速准确地检测出X射线图像中的缺陷区域.试验结果表明,提出的算法能够快速有效地检测出焊缝X射线图像中的缺陷,取得较好效果.     

基于Fourier拟合曲面的X射线焊缝缺陷检测

针对在强噪声、低对比度及复杂背景特征下X射线焊缝图像的缺陷检测问题,提出了去噪处理、焊缝边缘分割及缺陷检测的方法.用快速离散Curvelet变换和循环平移相结合的方法,对焊缝图像进行滤波去噪,同时对图像列灰度曲线用最大类间方差法提取焊缝区域.在图像预处理后,采用三阶Fourier曲线对图像列灰度曲线进行拟合并扩展到三维空间,构造出自适应阈值面,最后利用原图像与构造曲面三维灰度图的灰度值差异,准确分割背景与缺陷区域.结果表明,与传统缺陷检测算法相比,该方法能准确提取出焊缝缺陷,漏检率和误判率低,准确率可达95%.     

基于机器视觉的膨胀阀安装孔缺陷检测方法

针对工业生产中膨胀阀安装孔缺陷自动检测的需求,提出一种基于机器视觉的安装孔缺陷检测方法。使用SURF特征匹配定位待检测区域,利用双阈值迟滞分割法去除噪声;通过Canny算子计算轮廓边缘,利用邻域生长法提取轮廓信息。为克服缺陷信息的干扰,准确定位安装孔圆心,提出基于几何矩与最小二乘拟合的圆心定位方法。根据轮廓上的点到圆心的距离分割出缺陷轮廓并在输入图像上进行标注,从而实现安装孔缺陷的检测。结果表明：所提出的算法能准确检测膨胀阀安装孔的缺陷,满足工业生产中自动检测的需求。     

一种基于改进Faster RCNN的金属材料工件表面缺陷检测与实现研究

目的 针对传统检测算法在工件表面缺陷检测上的局限性,以及检测精度不高、准确率较低、检测过程繁琐等问题,提出了一种基于改进RCNN的金属材料工件表面缺陷检测算法。方法 图像预处理过程中,运用了图像缺陷定位标注与图像数据的增强处理的方法。模型训练时为了避免某些分类数据不足,防止因数据集过小导致系统测试模型出现过拟合现象,使用了对原图像进行数据扩增处理。检测网络模型设计时,采用非极大值抑制算法对缺陷图像进行候选区域筛选,构建了区域建议网络,实现网络多层特征的复用和融合,在减少候选区域冗余的基础上提高系统的检测精度。引入多级ROI池化层结构设计算法,消除ROI池化取整而产生的系统偏差,实现高效并准确检测零件表面缺陷的目的。基于ROI-Align算法的原图位置坐标改进,利用双线性插值法获得原图的位置坐标,克服了基于最近邻插值法的ROI-Pooling设计算法带来的像素位置偏移和检测不匹配（misalignment）的问题。结果 设计的检测方法在测试集上,金属材料工件表面目标缺陷检测速度达22 帧/s,准确率达97.36%,召回率达 95.62%。结论 与传统的工件表面检测方法相比,改进的FasterRCNN方法对目标识别与定位处理具有较快的速度与较高的准确度,能在复杂场景条件下,提升工件表面缺陷的检测性能。     

基于FGT-FBP重构算法的焊接缺陷检测

针对焊接过程产生的缺陷,提出一种磁光成像传感的模糊灰度变换和滤波反投影(FGT-FBP)重构检测方法. 研究焊接缺陷的几何特征,通过分析裂纹和未熔合两种不同焊接缺陷在交变磁场励磁下的磁光成像特征,设计模糊规则,对磁光图像进行模糊灰度变换. 增强磁光图像对比度,使焊接缺陷形态趋势可视化,实现描述磁光成像焊接缺陷细节的无参考型图像评估方法. 对FGT处理的焊接缺陷磁光图进行旋转投影,并经过快速傅里叶变换和改进的滤波器进行滤波去噪,消除伪影后进行反投影变换实现焊接缺陷图像的重构. 利用滤波反投影重构算法进行去噪,可有效突出焊接缺陷特征. 最后结合阈值分割和边缘检测实现焊接缺陷检测. 结果表明,该方法能较准确检测裂纹和未熔合两种焊接缺陷.