基于改進(jìn)脊波變換的工業(yè)CT圖像裂紋檢測.pdf

1、疲勞失效是機(jī)械和結(jié)構(gòu)零件常見的失效形式，約占機(jī)械事故的50％以上。因此疲勞破壞問題是機(jī)械可靠性研究的一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域。而疲勞失效的主要原因是存在漏檢的宏觀缺陷(如裂紋)。計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)(Computed Tomography,CT)是一種重要的無損檢測技術(shù)。CT技術(shù)能獲得物體斷層圖像和三維圖像，具有無損、直觀、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，獲得廣泛的應(yīng)用。本文對工業(yè)CT圖像中工件的裂紋進(jìn)行邊緣提取，為裂紋測量和自動(dòng)識別打下基礎(chǔ)。
　　 小波分析自

2、上世紀(jì)80年代中期以來，在信號處理領(lǐng)域有了長足的發(fā)展，小波多分辨率分析的思想和方法在數(shù)值計(jì)算和信號處理等諸多領(lǐng)域得到了非常成功而廣泛的應(yīng)用。在小波理論基礎(chǔ)上，E.J.Candès和D.L.Donoho在1998～1999年建立了一種特別適合于表示各向異性奇異性的多尺度方法——脊波變換。由于脊波本質(zhì)上是通過對小波基函數(shù)添加一個(gè)表征方向的參數(shù)得到的。所以它不但和小波一樣有局部的時(shí)頻分析的能力，而且還具有很強(qiáng)的方向選擇和辨識的能力，可以非常有

3、效地表示信號中具有方向性的奇異特征。
　　 脊波變換通過投影(Radon變換)將線狀奇異性轉(zhuǎn)化為點(diǎn)狀奇異性，但是不能有效處理圖像中的曲線奇異性；單尺度脊波變換在脊波變換的基礎(chǔ)上，將圖像分成小塊分別進(jìn)行處理，能夠有效處理圖像中的曲線奇異性，但分塊大小固定，不能自動(dòng)適應(yīng)曲線的曲率變化。對于工業(yè)CT圖像中含有的曲線狀裂紋，本文在單尺度脊波變換的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了一種自適應(yīng)分塊脊波變換算法，并將其應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)CT圖像裂紋檢測中。實(shí)驗(yàn)證明，

4、該方法能夠有效獲得準(zhǔn)確、獨(dú)立的裂紋邊緣。與只對原始圖像進(jìn)行脊波變換獲取裂紋區(qū)域相比較，本文中的方法能夠得到更接近的彎曲裂紋區(qū)域，不易受噪聲干擾。
　　 工件中的裂紋大部分是三維裂紋，三維裂紋實(shí)際上就是一個(gè)斷裂面。針對工件中的三維裂紋，論文中研究了一種三維裂紋檢測的方法，首先通過對三維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)三維脊波變換得到裂紋的方向并確定裂紋的大致范圍，然后根據(jù)得到的裂紋方向和范圍對二維切片中裂紋進(jìn)行骨架和邊緣提取。實(shí)驗(yàn)表明，該方法能夠有