[发明专利]基于机器视觉的压力容器焊缝缺陷检测方法

权利要求书

1.基于机器视觉的压力容器焊缝缺陷检测方法，其特征在于，包括：

获取压力容器焊缝区域的灰度图像；

对同态滤波函数中的预设高频增益参数和预设低频衰减参数进行多次调节，得到每次调节后的同态滤波函数；其中，每调节一次预设高频增益参数，同时调节一次预设低频衰减参数；

利用每次调节后的同态滤波函数分别对灰度图像进行滤波，得到每次滤波后的图像，获取所有次滤波后相邻两张图像的差分图像，并利用得到的所有差分图像中的每个像素点位置和灰度值将所有差分图像重构到一张灰度图像中，得到重构灰度图像，对重构灰度图像进行分割得到分割图像；

利用分割图像中像素点对应的梯度幅值，获得最终预设高频增益参数和最终预设低频衰减参数，并得到最终同态滤波函数；

利用最终同态滤波函数对灰度图像进行滤波得到焊缝边缘图像，根据焊缝边缘图像中每个像素点的位置得到焊缝边缘的平直程度，根据焊缝边缘的平直程度判断压力容器焊缝区域是否存在缺陷；

获得最终预设高频增益参数和最终预设低频衰减参数的方法是：

将分割图像中所有像素点对应梯度幅值，与灰度图像中的低梯度幅值和高梯度幅值的分界点对应的梯度幅值进行比较，当前者大于后者时，选取分割图像中所有像素点对应梯度幅值中的最大梯度幅值作为第一调节参数；当前者小于后者时，选取分割图像中所有像素点对应梯度幅值中的最小梯度幅值作为第二调节参数；

将预设高频增益参数对应梯度幅值区间的右端点，与第一调节参数或第二调节参数的差值作为分子，将预设高频增益参数对应梯度幅值区间的长度作为分母，将分子分母的比值作为预设高频增益参数中调节后的增益系数；

将第一调节参数或第二调节参数与预设低频衰减参数对应梯度幅值区间右端点的比值作为预设低频衰减参数中调节后的衰减系数；

根据预设高频增益参数中调节后的增益系数和预设低频衰减参数中调节后的衰减系数得到最终预设高频增益参数和最终预设低频衰减参数；

得到每次调节后的同态滤波函数的方法是：

获取预设高频增益参数中的增益参数的调节范围；

获取预设低频衰减参数中的衰减参数的调节范围；

利用增益参数的调节范围对增益参数进行多次调节，得到每次调节后的增益参数；

利用衰减参数的调节范围对衰减参数进行多次调节，得到每次调节后的衰减参数；利用每次调节后的增益参数和该次调节后的衰减参数得到该次调节后的同态滤波函数。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的压力容器焊缝缺陷检测方法，其特征在于，得到分割图像的方法是：

根据所有差分图像中每个像素点的位置和差分图像的个数得到所有差分图像中每个位置处像素点的稳定程度；

利用所有差分图像中每个位置处像素点的稳定程度和预设稳定程度阈值对重构灰度图像进行分割得到分割图像。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的压力容器焊缝缺陷检测方法，其特征在于，所有差分图像中每个位置处像素点的稳定程度的具体表达式为：

式中：表示所有差分图像中坐标处像素点的稳定程度，表示所有差分图像中坐标处像素点的个数，所有差分图像尺寸相同，表示差分图像的个数，表示第幅差分图像。

4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的压力容器焊缝缺陷检测方法，其特征在于，得到焊缝边缘的平直程度的方法是：

对焊缝边缘图像中所有像素点进行聚类，根据聚类结果得到焊缝每侧的边缘像素点；

对焊缝每侧的边缘像素点进行直线拟合，得到焊缝每侧对应的直线；

获取每条直线对应的该侧所有边缘像素点到该条直线距离，并得到该条直线对应的所有距离中的最大距离；

将每条直线对应的所有距离中的最大距离与该条直线对应的所有距离的标准差相乘，将所得乘积作为该条直线对应的焊缝该侧边缘的平直程度；

根据焊缝每侧边缘的平直程度与焊缝每侧对应的直线斜率得到焊缝边缘的平直程度。

5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的压力容器焊缝缺陷检测方法，其特征在于，焊缝边缘的平直程度的具体表达式为：

式中：表示焊缝边缘的平直程度，表示焊缝侧对应直线的斜率，为焊缝侧对应直线的斜率，为自然常数,表示焊缝侧边缘的平直程度,表示焊缝侧边缘的平直程度，为归一化函数。