管子管板焊缝检测中X射线成像图像融合的研究与实现

论文摘要

管子管板焊接接头是列管式换热器和反应器的主要链接方式,是保证换热器稳定运行、不发生泄露的重要部分,安全性不容忽视。管子管板焊接接头中气泡、夹渣和裂纹等微小缺陷都可能导致接头处密封不严、泄露等质量问题,造成安全隐患。换热器正式投入使用之前,需要对焊接接头进行内部缺陷检测,工业上通常使用管子管板焊缝的X射线检测技术,X射线检测技术可以获得焊接接头处内部信息的X射线透照图像。利用管子管板X射线检测技术采集焊缝图像的过程主要为通过X射线照射被检测元件在探测器上成像,受探测器规格的影响,一块CMOS探测器无法采集焊缝区域的全部图像,需要将8块同等大小的探测器拼接起来采集图像,拼接探测器会导致采集的X射线图像中存在缝隙,这种图像不能包含焊缝区域的全部信息。本文围绕管子管板焊缝检测中X射线成像图像融合技术进行了研究。本课题采用背投影技术采集图像通过固定射线源和被检测元件,旋转探测器采集多幅图像,对同一对象采集多幅不同透照角度的图像,研究图像融合技术。主要研究内容包括:(1)模拟中心点不变的多幅图像叠加,以覆盖所有缝隙的效果,计算探测器需要旋转的次数和角度;(2)利用两种不同的方法提取直线缝隙图像,分别是基于几何定位的方式和基于霍夫变换的方式,得到直线缝隙图像及其空间位置。其中基于霍夫变换的直线缝隙提取需对采集的图像进行预处理。(3)通过图像配准技术对图像进行处理,再利用加权平均灰度图像融合算法将其与源图像融合,以实现多幅同一位置射线图像的融合。(4)基于局部灰度值平均的融合方法,通过人眼主观观察融合后的图像和利用客观参数对比融合图像,对论文采用的融合算法进行评价。本文算法在MATLAB 2015b平台上实现,利用平台窗口和小波工具箱进行图像融合,并对体现图像效果的参数值进行比较。结果表明,针对特定的管子管板射线数字成像检测系统,论文研究的多图像融合技术能有效地解决由于探测器拼接带来的缺陷检测盲区和漏检的问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景与意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 射线检测技术研究现状
•     1.2.2 图像融合技术研究现状
•   1.3 论文主要工作
•   1.4 论文组织结构
• 第二章 X射线成像及相关图像融合技术
•   2.1 基于线阵探测器的X射线成像技术
•     2.1.1 基于线阵探测器的成像技术
•     2.1.2 基于平板探测器的成像技术
•   2.2 图像中直线缝隙的检测原理
•   2.3 图像融合技术
•     2.3.1 图像融合方法分类
•     2.3.2 小波融合原理
•     2.3.3 基于像素灰度值选大的图像融合方法
•     2.3.4 基于像素灰度值选小的图像融合方法
•   2.4 本章小结
• 第三章 基于几何定位的直线缝隙图像提取
•   3.1 X射线图像采集
•   3.2 X射线图像产生缝隙的原因
•   3.3 探测器旋转次数和角度的计算
•     3.3.1 旋转角度解决思想
•     3.3.2 旋转角度计算
•     3.3.3 旋转角度实验证明
•     3.3.4 结论
•   3.4 基于几何定位的直线缝隙图像提取
•   3.5 本章小结
• 第四章 基于霍夫变换的直线缝隙提取
•   4.1 图像滤波处理
•     4.1.1 图像滤波方法
•     4.1.2 图像滤波方法比较
•   4.2 图像边缘检测
•     4.2.1 边缘检测方法
•     4.2.2 边缘检测算子效果分析
•   4.3 直线缝隙图像检测与目标区域提取方法
•     4.3.1 直线缝隙检测
•     4.3.2 目标区域定位与提取
•   4.4 本章小结
• 第五章 管子管板X射线成像图像融合算法的实现
•   5.1 X射线图像配准方法
•   5.2 加权平均灰度图像融合算法
•   5.3 基于局部平均灰度值的图像融合算法
•   5.4 X射线成像图像融合的实现
•     5.4.1 MATLAB实现平台
•     5.4.2 融合算法实现与结果对比分析
•   5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王雨

导师: 郭文明

关键词: 管子管板,焊缝检测,射线图像,图像融合

来源: 北京邮电大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,计算机软件及计算机应用

单位: 北京邮电大学

分类号: TP391.41;O434.1

总页数: 76

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