[发明专利]基于计算机视觉的焊缝缺陷无损检测方法

说明书

本发明涉及一种基于计算机视觉的焊缝缺陷无损检测方法，包括以下内容：对焊缝x射线底片进行语义分割得到焊缝边缘，对焊缝边缘内侧区域进行连通域分析得到焊缝内侧的连通域；对每个连通域的边缘进行分割，得到靠近母材一侧的外边缘和靠近焊缝中心一侧的内边缘；分别获取内边缘和外边缘的辨识度、黑度与平直度；利用辨识度与黑度获取内边缘和外边缘的清晰度；根据内边缘和外边缘之间的清晰度差值和平直度差值得到连通域的未融合率；设定阈值，将阈值与连通域对应的未融合率进行比较，根据阈值与连通域对应的未融合率比较的结果对连通域进行标记。根据本发明提出的技术手段，可以精确识别出焊缝未融合缺陷，对焊缝缺陷的易混淆种类识别更加精准。

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域，具体涉及一种基于计算机视觉的焊缝缺陷无损检测方法。

背景技术

在焊接过程中，会因操作不当或焊材不合格等各种各样的因素产生不同的焊接缺陷，为了检测出这些缺陷，现有技术中利用x射线对焊缝进行从上至下的照射，根据焊缝金属对x射线的吸收来获得焊缝的x射线底版，可实现无损检测，即可不对焊接件进行破坏就能检测焊缝内部缺陷。当焊缝有缺陷时，其上会形成不同形状的阴影等特征。根据这些特征，操作人员可以对焊缝的缺陷进行识别。

现有对焊缝x射线底片上缺陷往往是利用人工直接辨识，效率低下。另一些利用缺陷的不同特征来对缺陷图像进行识别的神经网络需要基于大量的焊缝缺陷训练数据。数据需要人工标注，耗时费力。而现有一些利用传统边缘检测方式检测出缺陷边缘，根据边缘的形状去识别缺陷种类的方式会将焊缝缺陷中某些缺陷混淆，而焊缝中不同种类的缺陷对焊缝的危害程度也不一样。因此需要一种能准确区分形状相似、易混淆的不同种缺陷的焊缝缺陷检测方法。

针对以上问题，本发明提出一种基于计算机视觉的焊缝缺陷无损检测方法。主要目的是区分焊缝缺陷中焊缝未熔合与焊缝未焊透这两种缺陷。而未熔合的缺陷难以修复且危害较大，未焊透缺陷可以补焊，危害相对于未熔合要小。这两种缺陷在形状上相似，混淆后会对焊缝的危害程度造成误判，引起危险。本发明从边缘的清晰程度，平直度出发来对关注的焊缝未熔合缺陷进行检测。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种基于计算机视觉的焊缝缺陷无损检测方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案，一种基于计算机视觉的焊缝缺陷无损检测方法，包括：

对焊缝x射线底片进行语义分割得到焊缝边缘，对焊缝边缘内侧区域进行连通域分析得到焊缝内侧的连通域；

对每个连通域的边缘进行分割，得到靠近母材一侧的外边缘和靠近焊缝中心一侧的内边缘；

分别获取内边缘和外边缘的辨识度、黑度与平直度；利用内边缘的辨识度与黑度获取内边缘的清晰度，利用外边缘的辨识度与黑度获取外边缘的清晰度；根据内边缘和外边缘之间的清晰度差值和内边缘与外边缘之间的平直度差值得到连通域的未融合率；

根据获得的未熔合率，对未熔合率对应的连通域中焊缝缺陷进行判断，并根据判断结果对该连通域进行标记。

进一步的，所述未融合率的表达式为：

其中，为焊缝连通域的未融合率，为内边缘和外边缘之间的清晰度差值的绝对值，为内边缘和外边缘之间平直度差值的绝对值。

进一步的，内边缘和外边缘的清晰度分别通过如下方式得到：

根据内边缘的辨识度和黑度以及外边缘的辨识度和黑度分别得到内边缘的清晰度和外边缘的清晰度，获取内边缘和外边缘清晰度的表达式分别为：

其中，为内边缘的清晰度，为内边缘的辨识度，为内边缘的黑度，为外边缘的清晰度，为外边缘的辨识度，为外边缘的黑度。