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主题:同态论文写作 时间:2024-02-04

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【摘 要】 由于对比度低、信噪比低是工业X射线图像的特点,为了能够对焊缝内部的缺陷进行准确的检测,本文在对工业X射线焊缝图像进行滤波增强方法研究的基础上,提出了基于傅里叶变换的工业X射线焊缝图像同态滤波增强方法,通过将工业X射线焊缝图像分解为照度分量和反射分量,进而设计符合条件的滤波器,来达到滤除图像噪声的同时提高对比度.

【关键词】 工业X射线图像 傅里叶变换 同态滤波

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2017.07.008

1 引言

工业X射线检测系统早已广泛应用在工业无损检测行业中,本文针对工业X射线焊缝图像增强方法加以探讨.当前工业X射线焊缝图像增强算法较多,如图像的直方图均衡化算法,空间域滤波算法,非线性滤波,如偏微分方程、各向异性扩散方程,基于数学形态学等等.鉴于一些图像增强算法在进行增强的时候,也增强了图像的噪声信号,不利于工业X射线焊缝图像的后期缺陷识别;且实际操作中获取的工业X射线焊缝图像的对比度低、信噪比低,图像中较暗区域内的细节信息无法很好地分辨.因此本文提出了一种有效的工业X射线焊缝图像滤波增强的方法,能够在提高图像细节信息的同时,抑制系统噪声和背景噪声.

2 同态系统及其滤波原理

同态系统是一种特殊的非线性系统,在代数上指用输入和输出的矢量空间之间的线性变换来表征,适用于服从广义叠加原理的信号.人眼辨识图像灰度与光照函数(照射分量)和反射函数(反射分量)有关,通常情况下,光照强度有一致特性,在空间上一般会缓慢变化,在傅立叶变换中以低频分量存在.反射函数表示图像的细节内容,不同的材料,反射率相差比较大,常常会引发反射光急剧变化,使得图像灰度值产生变化,这种变化通常和高频分量有一定关系,在傅立叶变换下变为高频分量.

图像的同态滤波就是基于以入射光和反射光为基础的图像模型上,在频域中进行图像亮度范围的有效压缩和图像对比度的有效增强的方法,其主要作用是对图像灰度值范围进行全面的调整,解决图像照明不均的问题,显示图像暗区域里的细节部分,与此同时又不损害图像较亮区域的细节部分.根据工业X射线焊缝图像对比度低、信噪比低的特点,运用在频域的同态滤波器对其进行滤波增强算法的处理,可以在很大程度上解决因光照不足引起的工业X射线焊缝图像质量下降问题,并对工业X射线焊缝图像的细节部分进行增强,为后续焊缝缺陷识别奠定良好的基础.

图像的同态滤波增强的过程:把图像看作是由照射分量和反射分量两部分乘积组成.通过对照射分量和反射分量的深入研究,得出照射分量通常情况下是反映图像灰度的恒定分量,在频域中表现为低频信号,减少入射光量就可以有效的缩小图像灰度范围;物体的边界信息与反射光密切相关,在频域中表现为高频信号,增强反射光通常可以有效提高图像对比度.

3 基于傅里叶变换的工业X射线同态滤波增强算法

上式(4)表明:[I(u,v)]为图像的照射分量,由于其在空间上反映图像灰度的恒定分量,具有变化缓慢的特点,相当于频域中的低频信息;[R(u,v)]为图像的反射分量,由于其与物体的边界特性密切相关,在空间上具有变化较快的特点,相当于频域中的高频信息.

工业X射线焊缝图像能否最后达到滤波增强目的,主要在于其滤波器的传递函数[H(u,v)]的设计,选择合适的滤波器传递函数,即可以有效地压缩照射分量的变化范围,增强反射分量的对比度,增强高频分量.根据工业X射线焊缝图像具有的信噪比低、对比度低特点,经过大量实验,本文的同态滤波传递函数[H(u,v)]的设计如下:低频部分的传递函数[H(u,v)]<0.8,高频部分的传递函数[H(u,v)]>0.8.

4 实验结果

本文以工业X射线焊缝图像为实验对象,焊缝图像中存在夹渣缺陷,如图1所示.实验的硬件环境:处理器IntelCore i5-4590T,CPU 2.00GHz,内存4.00GB,系统类型:64位操作系统,实验结果如图2所示.从图1中可以看出,工业X射线焊缝图像对比度低、信噪比低,图2是在经过本文提出的算法处理后的图像,从实验结果可以看出,图像的灰度范围得到有效压缩,亮度和对比度得到很大提高,其中的像质计部分也得到有效地增强,因此,本文所提算法在达到滤波的同时提高了图像对比度.

参考文献

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作者簡介

徐寒,硕士学位,助理工程师,现就职于广东省特种设备检测研究院珠海检测院,目前主要从事特种设备检验检测和应用研究工作.

结论:关于本文可作为相关专业同态论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文同态论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。

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