超声C扫描系统成像质量评价方法研究

论文摘要

作为一种非侵入式的检测工具,超声C扫描系统具有操作方便、可在线测量、准确度较高等特点,在科研、锅炉、船舶、铁路等工业领域产品或原材料的非破坏性检测中应用广泛。利用超声C扫描成像,可以检测工业产品或材料中的缺陷,从而保证其质量。尽管超声C扫描设备应用广泛,并有相应的标准与规范来保证其质量,但是在现有标准与规范中还没有统一评价超声C扫描设备的扫查轴机械性能与成像质量的方法。针对这个问题,本文主要研究了超声C扫描图像质量的评价方法,主要工作有:1、结合K-means聚类与改进的Graham算法,给出了一种超声C扫描图像特征参数定量估计方法。该方法中使用超声C扫描系统对具有标准形状人工缺陷的铝合金试块进行扫描,获取超声图像数据;经过图像滤波、图像分割、图像填充、边缘提取等处理,得到超声图像中人工缺陷的边缘数据;然后根据改进的Graham算法从缺陷边缘数据中提取出凹点和凸点数据,将提取到的凹点和凸点数据分别拟合圆得到待测参数。实验结果表明该方法能够有效描述标准圆形人工缺陷区域特征,并根据估计出的特征参数评价超声C扫描设备的成像质量。2、针对超声图像缺陷边缘模糊,特征参数估计存在误差的问题,分析了超声探头发射出的声束宽度对图像特征参数估计的影响,给出了图像特征参数值的修正方法。该方法中,首先根据超声声场的辐射规律,分析了影响声束宽度大小的因素;然后,通过超声C扫描工艺试验,得到不同控制变量下的同一缺陷超声图像检测结果,并确定超声C扫描设备的最优参数;最后,根据超声图像缺陷过渡区域灰度值分布规律,实现了对缺陷尺寸检测结果的修正。实验结果表明超声探头声束宽度对超声成像质量有较大影响,该方法能够有效修正缺陷尺寸测量值。3、设计并实现了基于超声C扫描图像的特征参数估计的软件,该软件能实现算法验证、缺陷边缘提取、特征参数计算与显示,以及图像处理结果显示等功能。

论文目录

• 学位论文数据集
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 超声C扫描成像技术
•     1.2.2 图像质量评价
•     1.2.3 数字图像处理技术
•   1.3 论文的主要研究内容
• 第二章 基于K-means聚类与改进Graham算法的超声C扫图像特征参数定量估计方法
•   2.1 概述
•   2.2 标准特征参数构建
•   2.3 基于K-means聚类算法的边缘提取
•   2.4 基于改进Graham算法的缺陷边缘特征点提取
•   2.5 特征参数计算
•   2.6 实验结果与分析
•     2.6.1 超声C扫描数据的采集
•     2.6.2 边缘提取结果与分析
•     2.6.3 缺陷边缘上凸凹点检测实验结果
•     2.6.4 特征参数估计实验结果
•   2.7 本章小结
• 第三章 超声C扫描成像质量的影响因素研究
•   3.1 超声C扫图像质量影响因素分析研究
•     3.1.1 超声场结构与声束宽度
•     3.1.2 超声C扫描成像数学模型
•   3.2 基于过渡区域分割的缺陷参数修正方法研究
•     3.2.1 基于局部熵的过渡区域提取
•     3.2.2 基于局部方差的过渡区域提取
•     3.2.3 融合局部熵与局部方差的过渡区域提取
•     3.2.4 过渡区域阈值分割
•   3.3 实验结果与分析
•     3.3.1 缺陷测量过程
•     3.3.2 缺陷测量结果及分析
•     3.3.3 缺陷参数修正实验结果与分析
•   3.4 本章小结
• 第四章 超声C扫描设备定量评估软件设计与实现
•   4.1 软件设计目的及流程
•   4.2 软件实现及功能介绍
•   4.3 软件测试
•   4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
•   5.1 总结
•   5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者及导师简介
• 附件

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 耿喆

导师: 祝海江

关键词: 超声扫描,图像处理,无损评价,成像质量评价

来源: 北京化工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 物理学,工业通用技术及设备,计算机软件及计算机应用

单位: 北京化工大学

分类号: TP391.41;TB559

DOI: 10.26939/d.cnki.gbhgu.2019.000313

总页数: 76

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