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1、| ； 良学校代号：1 0 7 3 1 学号：0 9 2 0 8 0 5 0 3 11 8 密级：公开 兰州理工大学硕士学位论文 基于X 射线实时成像系统 的焊缝缺陷评片软件设计 T ：I f T h e D e s i g no fW e l dD e f e c tE v a l u a t i o n a lS o f t w a r eB a s e do nX r a y R e a l - t i m eI m a g i n gS y s t e m b y W a n g X i a o h u a n B E ( C o l l e g eo fT e c h n o l o
2、 g ya n dE n g i n e e r i n g ，L U T ) 2 0 0 9 At h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e R e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f M a s t e ro fS c i e n c e l n M a t e r i a lP r o c e s s i n gE n g i n e e r i n g i nt h e G r a d u a t eS c h o o l o f
3、 L a n z h o u U n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y S u p e r v i s o r P r o f e s s o rN i u X i a n m i n g J u n e ，2 0 1 2 I I I y k j 用授权说明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献 的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法 律后果由本人承担。 作者签名：矽瓦2
4、 日期：卯犀月8 日 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：学 校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保 存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收 录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名：三2 彦砭 刷醛孙飨刎 日期：刁二年 日期：勘凡年 月9日 6 只8 E t - 暇 童，；h 一_。、 1 3 本课题主要研究内容及创新点l4 1 3
5、 1 主要研究内容1 4 1 3 2 本课题的创新点14 第2 章X 射线实时成像系统基本原理介绍1 5 2 1 射线实时成像检测系统的图像特性15 2 1 1 射线实时成像系统图像的构成要素15 2 1 2X 射线实时成像系统图像的质量指标15 2 1 3 图像增强器射线实时成像系统的优点和不足17 2 2 常见的数字化射线成像技术简介17 2 2 1 计算机射线照相技术1 7 2 2 2 线阵列扫描成像技术1 8 2 2 3 数字平板直接成像2 0 2 3 数字成像系统的技术特性参数2 4 2 3 1 数字成像系统的信噪比2 4 2 3 2 数字成像系统的分辨率2 4 2 3 3 对比灵敏
6、度和宽容度2 5 2 4 数字图像处理技术的概述2 6 2 4 1 数字图像处理技术的发展由来2 6 2 4 2 数字图像处理技术的应用2 7 2 5 数字图像处理软件设计思路2 8 I I l l 2 3 O 0 l 2 I 1 l 1 l 1 l ，I 。t，一 譬k 。、 毒 ， 基丁X 射线实时成像系统的焊缝缺陷评片软什设计 第3 章数字图像处理功能模块的设计3 0 3 1 数字图像显示原理3 0 3 1 1B M P 文件格式基本组成3 0 3 1 2 打开并显示B M P 图像3 2 3 2 数字图像的几何运算3 3 3 2 1 平移操作3 3 3 2 2 镜像操作3 5 3 2
7、3 缩放操作3 7 3 2 4 旋转操作3 9 3 3 数字图像的点运算设计4 1 3 3 1 灰度直方图操作4 1 3 3 2 灰度的线性变换4 2 3 3 3 灰度的窗口变换4 4 3 3 4 灰度拉伸4 4 3 4 数字图像的增强处理4 6 3 4 1 图像的平滑降噪4 6 3 4 2 图像的中值滤波4 8 3 5 边缘检测、轮廓提取4 9 3 5 1R o b e r t s 边缘检测算子4 9 3 5 2S o b e l 边缘检测算子5 0 3 5 3P r e w ii t 边缘检测算子5 0 3 5 4K r i s c b 边缘检测算子5 l 3 5 5G a u s s 一
8、1 a p l a c e 边缘检测算子5 1 3 5 数字图像形态学处理5 2 3 6 1 腐蚀5 2 3 6 2 细化5 3 3 7 缺陷边界水平方向尺寸测定设计5 6 3 7 1 直线拟合5 6 3 7 2 垂直投影5 6 第4 章缺陷的模式识别模块设计5 8 4 1 缺陷类型的特征参数5 8 4 2 缺陷分类判断的逻辑5 8 第5 章缺陷等级评定功能模块设计6 2 k 。、 ， I ； 硕十学位论文 捅晏 随着X 射线检测和数字图像处理技术的发展，焊缝缺陷的检测也逐步从人工 评片过渡到计算机智能识别。利用计算机对焊缝数字图像进行检测和识别，在射 线检测效率、经济效益、方便实用等方面得到
9、了人们的认可。 本文以实际工程需求为背景，以x 射线实时成像系统所得到的B M P 格式的焊 缝数字图像为研究对象，进行V i s u a lC + + 面对对象与可视化程序设计，设计评片 系统软件。该软件主要分为图像处理、缺陷识别和缺陷等级评定三大模块。 图像处理模块主要内容是数字图像的几何变换、图像增强、图像点运算、边 界提取。几何变换有平移、旋转、镜像和缩放处理；图像的增强运算有平滑降噪、 中值滤波；图像的点运算有灰度直方图设计、灰度的线性变换、灰度的窗口变换、灰 度拉伸；灰度直方图的设计是为了计算数字图像的狄度值，采用线性变换进行二值化处 理，通过窗口变换分离焊缝和母材并以提取焊缝、运
10、用灰度拉伸凸显缺陷特征信息。边 缘检测的算子有R o b e r t 算子、S o b e l 算子、P r e w i i t 算子、K r i s t c h 算子、G u a s s l a p l a c e 算子。 d d - 于G u a s s 1 a p l a c e 算子能降低图像噪声的同时提取缺陷的轮廓，因此，本实验用 G u a s s 1 a p l a c e 算子进行缺陷的轮廓提取。 缺陷识别模块采用细化和中心点标注法统计缺陷的数量和平均半径，再用垂 直投影得出缺陷在水平方向的像素。该算法不仅可以有效统计缺陷数量，而且还 能快速算出缺陷的平均半径、周长和面积等参数
11、。 缺陷等级评定模块是以中华人民共和国行业标准( J B T 4 7 3 0 2 2 0 0 5 钢、镍、 铜制承压设备熔化焊对接焊接接头射线检测质量分级中的圆形和条形缺陷评级标 准) 为例，进行可视化与面对对象的程序设计。在缺陷识别菜单栏的子菜单中的 对话框的编辑框中输入相关数据，能准确地评定焊缝缺陷的等级。 实验结果表明，本焊缝x 射线实时成像系统的评片软件能有效进行缺陷识别 和等级评定，具有一定的实用价值。 关键词：B M P 格式；G u a s s l a p l a c e ；缺陷识别；缺陷等级； f J J I o ft h ew e l d i n gl i n ei sl a
12、 r g e l ya c c e p t e di nt e r m so fi t st e s t i n ge f f i c i e n c y ，e c o n o m i c b e n e f i t sa sw e l la si t sc o n v e n i e n c e T h i st h e s i si sb a s e do nt h ea c t u a le n g i n e e r i n gn e e d sa n dc h o o s e st h ed i g i t a lB M P i m a g e sw h i c ha r eg o tw h e nu s i n gX - r a yt ot r e a tt h ew e l d i n gl i n ea st h
