面向工業(yè)CT圖像矢量化的圖元自動(dòng)識(shí)別及精確測(cè)量研究.pdf

1、工業(yè)CT(Computerized Tomography)技術(shù)是利用射線在被測(cè)工件無(wú)損狀態(tài)下,從多個(gè)方向以掃描方式透射被檢測(cè)物體某斷層,用專門(mén)的探測(cè)器把經(jīng)過(guò)被檢物射線衰減后的信息采集下來(lái),通過(guò)計(jì)算機(jī)采用專門(mén)的圖像重建算法,得到工件的斷層圖像。它不受物體形狀、材質(zhì)的限制,不但可探測(cè)物體內(nèi)部構(gòu)造、鑒別其內(nèi)部缺陷,而且還可對(duì)物體內(nèi)外表面進(jìn)行精密測(cè)量,尤其在封閉零件內(nèi)腔的無(wú)損檢測(cè)中,工業(yè)CT起著無(wú)可替代的作用。因此,工業(yè)CT技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)和逆向

2、工程中都起著重要的作用。然而,利用工業(yè)CT掃描得到的是位圖格式的切片圖像,不能直接應(yīng)用于逆向工程中。為此,研究了工業(yè)CT圖像的矢量化技術(shù)與圖元的自動(dòng)識(shí)別,并利用Visual C++6.0技術(shù)開(kāi)發(fā)了工業(yè)CT圖像矢量化與測(cè)量系統(tǒng),為工業(yè)CT技術(shù)在逆向工程中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。首先分析了工業(yè)CT圖像的特點(diǎn),經(jīng)過(guò)圖像去噪、圖像增強(qiáng)、二值化、輪廓提取等預(yù)處理,然后采用Freeman鏈碼跟蹤法對(duì)圖像邊緣輪廓進(jìn)行跟蹤,將邊緣點(diǎn)的信息存儲(chǔ)在鏈表中,為下一

3、步的圖元識(shí)別與矢量化做準(zhǔn)備。將圖像的邊緣識(shí)別為線段、圓、圓弧等基本圖元。對(duì)于線段的識(shí)別,采用了基于Bresenham線段生長(zhǎng)算法的集合求交法對(duì)線段進(jìn)行擬合;對(duì)于圓的識(shí)別,采用了基于存在概率的圓檢測(cè)方法,并對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn):事先選取圓心范圍,不計(jì)算大量的不可能為圓心點(diǎn)的存在概率,減少了計(jì)算量,提高了檢測(cè)效率,將得到的圓的參數(shù)存儲(chǔ)在鏈表中,降低了內(nèi)存的開(kāi)支,實(shí)驗(yàn)表明改進(jìn)后的算法在計(jì)算時(shí)間上比改進(jìn)前提高了33-178倍;采用垂直平分線法圓弧搜索

4、算法和最小二乘擬合法相結(jié)合的方法對(duì)圓弧進(jìn)行擬合。將得到的圖元參數(shù)分別存儲(chǔ)在線段、圓和圓弧鏈表中,生成DXF格式文件,輸出到CAD系統(tǒng)中進(jìn)行編輯與完善。對(duì)工業(yè)CT圖像中的圓的測(cè)量進(jìn)行了研究。利用基于存在概率改進(jìn)的圓檢測(cè)方法檢測(cè)到圓,并利用最小二乘擬合法獲得圓的像素尺寸。根據(jù)圓的像素尺寸與像素當(dāng)量的乘積得到圓的實(shí)際大小,像素當(dāng)量即工業(yè)CT圖像中每個(gè)像素代表的實(shí)際尺寸大小。對(duì)得到的測(cè)量結(jié)果與真值進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明半徑測(cè)量值與真值的絕對(duì)誤差小