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1、武汉理工大学硕士学位论文船舶焊缝图像缺陷识别系统研究姓名：赵永珠申请学位级别：硕士专业：轮机工程指导教师：高岚20090601武汉理工大学硕士学位论文摘 要船舶焊接是保证船舶密性和强度的关键，是保证船舶质量的关键，是保证船舶安全航行和作业的重要条件。如果焊接存在着缺陷，就有可能造成结构断裂、渗漏，甚至引起船舶沉没。因此在对船舶进行检验的过程中，对焊缝的检验尤为重要。船舶焊缝检测常用X射线照相法，此法产生了大量的胶片，如果用人工评定检测，工作量大，效率较低，而且缺陷分析受评定人员的技术素质、经验以及外界条件的影响，结果往往会因人而异。计算机辅助评片大大减轻了评片人员的工作量，提高工作效率，使评片
2、过程更加客观化、科学化和规范化。但是，由于焊缝图像在输入计算机时噪声过多、缺陷边缘模糊和对比度低等缺点，给缺陷信息的正确提取、分割和识别带来了很大的困难。本文在对此领域国内外发展状况进行分析的基础上，通过对各种缺陷图像处理方法的尝试，深入研究了焊缝缺陷识别系统的相关理论和关键技术，将特征不变矩提取技术和神经网络方法应用到了船舶焊缝缺陷识别中。本文的主要工作如下：(1)研究CCD成像和采集卡的基本原理，设计了底片采集的硬件系统，经实验验证，图像满足评片要求。同时利用图像数据库技术，完成了图像存储、图像删除、图像检索和图像打印等功能。(2)研究了图像预处理、图像分割和边缘检测等算法，经实验对比，提
3、出了船舶焊缝图像处理算法流程，提出了基于数字减影的焊缝缺陷提取方法，为特征提取和缺陷识别打下基础。(3)研究焊缝常见缺陷分类与分级，并应用特征不变矩方法提取焊缝缺陷的特征不变矩参数，同时结合缺陷形状特征参数，为缺陷识别提供依据。(4)研究基于神经网络的分类方法，并根据焊缝缺陷的实际情况，设计了神经网络分类器。经实验验证，可以分出裂纹缺陷、气孔缺陷、夹渣缺陷、根部未焊透缺陷和未熔合缺陷，基本达到了计算机辅助评片的要求。(5)根据中国船级社2008年10月1日颁布的船舶焊接检验指南(指导性文件)，实现了船舶焊缝等级评定和船舶焊缝无损检测数据管理的功能。关键词： 胶片数字化；图像处理系统；神经网络；
4、船舶焊缝无损检测AbstactShip jointing is the key to guarantee the intensity and the quality of ship，it isalso the important condition to guarantee safe shipping and workingIf there isdisfigurement in the welding line，that may crack the胁e and induce leakage，finally beget ship sink,SO checkout of welding line
5、is much important during theprocesS of ships inspectionWe usually use x-radiogram methods to check shipwelding line，which would produce large number of filmsAs to assess and examinethe films，if we adopt Computer Assistant Assess System，companng to assessmg bymallpowet which needs heavy workload，low
6、work efficiency and more easily世Iected by technology diathesis and experience of the assessing people or somethingelseit will largely reduce workload of assessing，largely improve the work efficiencyIn addition，it will make filmS assessing process more impersonality,more scientificand more stalldardi
7、zationHowever,it is still difficult to distill，divide，and identifythe disfigurement message exactly because of imperfects produced during the processof the welding line figure input to computer,such as overabundance yawp，illegibilityedge of disfigurement，low contrast and SO on0n the base of analyzin
8、g the status of welding line areas development in andout of our country,through various of methods trying to disposal the disfigurementfigure，This paper give a further study on relative theory and key technologyo士welding line disfigurement identify system，adopting distilling technology ofnochallge c
9、haracter of square and nervenetwork methodAs follows are thekeypoint of the paper：(1)Studying the keystone of CCD imaging and collection,designing thelmdware system of negatives collectionIt has been proved by experiment that thefi鲫re satisfied the requirement to assessAt the same time，functions as
10、the figuresmemory，delete，search and mimeograph have also been finished by image data-basetechnology(2)Studying the arithmetic of the pretreatment，division of image and the堑翌里三塑主堂垡笙壅edge 7s 1nspection，from comparison of experiments，it brought for、vard the aritllIIletictlow甜processing welding lines im
11、age of ship and welding line disfigurementdistllling methods based on DSA，which make a foundation of ch撇cter distilling觚ddisfigurement identify(3)Studying the classification of welding line。usual disfigurementdistillingits no-change characteristic square parameters using memod 0fnochangecnaractensti
12、c square，binding with its characteristic parameters of dis丘gurementshape，it offer a good supply to disfigurement identify(4)Based on the methods of nervenetworks classification and aCtual sit伽ionot welding line disfigurement，all implement for nervene咖rk classification hasbeen deslgnedIt has proved t
13、hat disfigurements，such部c融k，airholedregs。nipping，non-welding on the root and non-melting，could be classifiedUltlmately it access tO the needs of assessing film assistant by computer(5)According to Guide of Ship Jointing Inspection,printed by CCS on Oct12008，the paper has established ship welding lin
14、e grades inspection module and shipwelding line non-damage inspection data-base management systemK州。rds：film numeric，image process system，nerve-ne咖咄ship welding linenon-damage inspectionRI独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或
15、证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：叁盐速 日期：至翌窆主；!学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、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。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名)：忽蕾木导师(签名)： 日期群歹IO武
16、汉理工大学硕士学位论文11引言第1章绪论船舶制造业自20世纪初开始研究焊接应用技术，并于1920年以英国船厂首次采用焊接技术建造远洋船为标志，焊接技术逐渐在船厂得到推广应用，并迅速取代铆接技术。20世纪40年代以来，造船焊接技术发展很快，埋弧焊、气体保护焊、重力焊等多种高效焊接方法相继开发出来并得到应用，尤其是20世纪50年代以后，造船焊接技术取得了全方位的快速发展，形成了以节能、高效为特征的造船焊接技术体系。由于焊接过程中各种参数的影响，焊缝中有时候不可避免地会出现裂纹、气孔、夹渣、未熔合和未焊透等缺陷。为了保证焊接构件的产品质量，必须对其中的焊缝进行有效的检测和评价，尤其是在船舶压力管道、分段大接缝、外板及水密与强力接点等部位进行质量检测是十分必要的。在船舶建造过程中对焊缝进行质量检测一般采用无损探伤方法，X射线无损探伤是工业无损检测的主要方法之一，是保证焊接质量的重要技术，其检测结果已作为焊缝缺陷分析和质量评定的重要判定依
