一种基于灰度图像形态学的焊缝表面缺陷特征提取方法

摘要

一种基于灰度图像形态学的焊缝表面缺陷特征提取方法，根据采集图像设置微型CCD相机拍摄参数；将采集到的真彩色图像转化为灰度图，对图像进行中值滤波处理；采用删除最小面积的方法，消除残余噪音与背景纹理产生的白色干扰区域；利用区域填充处理，避免“待定黑色区域”，对边缘线提取的影响；通过膨胀算法处理完全填充后的焊缝区域，获得与实际焊缝面积吻合的焊缝区域；采用Canny算子提取填充膨胀后的焊缝区域边缘线，实现焊缝区域定位；绘制垂直于焊缝边缘的截面灰度B扫曲线，当焊缝表面存在孔洞和焊瘤等缺陷时时候，其灰度值在B扫曲线上发生明显的变化，以此判断焊缝表面不同类型的缺陷。实现焊缝边缘的准确定位和焊瘤、孔洞等缺陷的准确识别。

主权项

一种基于灰度图像形态学的焊缝表面缺陷特征提取方法，其特征在于：本方法是通过以下步骤实现的，步骤一：图像采集；采用工业CCD相机采集换能设备内部焊缝表面存在孔洞、焊瘤缺陷图像，采集的图像为真彩色RGB图像，图像尺寸、清晰度、色相和饱和度固定不变；步骤二：图像前期处理；将真彩色RGB图像转化为灰度图像；步骤三：图像预处理；对灰度图像进行中值滤波处理，实现图像在边缘保真情况下的降噪复原；步骤四：图像二值化；设置灰度阈值，将灰度图转化为黑白二值图；其中，焊缝区域呈白色，背景区域呈黑色；步骤五：消除白色干扰区域；残留噪音与背景纹理在二值图像中的连通区域为白色干扰区域，该白色干扰区域均小于焊缝区域；设置最小连通区域面积，采用删除最小连通区域面积的方法消除图像残留噪音及背景纹理噪音，完整提取焊缝区域；步骤六：焊缝边缘线提取；(1)在黑白二值图中的焊缝白色区域内，由于图像拍摄角度及材质反光等原因会产生“待定黑色区域”，为避免其影响边缘线提取，对焊缝区域进行区域填充处理；(2)对完全填充后的焊缝区域进行膨胀算法处理，补偿边缘信息的丢失，保证焊缝区域与实际焊缝面积吻合；(3)采用Canny算子提取填充膨胀后的焊缝区域边缘线，实现焊缝区域定位；步骤七：B扫曲线判断缺陷类型；根据灰度图像，绘制垂直于焊缝路径的截线灰度B扫曲线；其中，截线像素值为X轴，归一化取负的灰度值为Y轴；根据步骤六定位的焊缝边缘，确定B扫曲线中的焊缝截线区域；当焊缝表面存在孔洞和焊瘤的时候，其灰度值在B扫曲线上发生明显的变化，以此判断焊缝表面不同类型的缺陷。