[发明专利]一种磁光涡流成像检测的缺陷识别方法

摘要

本发明公开了一种磁光涡流成像检测的缺陷识别方法，包括以下步骤：S1：初始化磁光图像及参数；S2：对完成灰度化的磁光灰度图像窗口编号赋值；S3：连通性统计处理；S4：分割图像滤波处理；S5：输出检测结果。本发明提出了基于连通性的缺陷识别检测方法，该方法主要从磁光图像的产生原理上解释了缺陷引起的磁场变化规律，同时阐述了激励在磁场的畸变中所处的地位，并在分析磁场畸变的基础之上，设计了缺陷识别方法。本方法在检测图像信息含量较弱且凭肉眼无法识别的情况下，可以很快的将缺陷定位并描述其形状特性。且通过对以上方法的分析和结果的展示可以验证，本发明提出的缺陷识别方法对磁光图像具有极强的实用性。

主权项

一种磁光涡流成像检测的缺陷识别方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将磁光涡流成像检测到的磁光图像I进行灰度化处理，得到灰度化后的磁光图像G，，其大小为m×n；S2：对完成灰度化的磁光灰度图G进行窗口化处理，设定一个窗口Window，大小为Windowsize×Windowsize的一个方阵；方阵排列为从左往右，从上而下的顺序进行生成：当原磁光图像的大小边界m和n都是参数Windowsize的整数倍时，生成的窗口所组成的阵列尺寸为M×N，其中M＝m/Windowsize，N＝n/Windowsize；如果不满足整除关系的时候，对剩下的不能满足Windowsize×Windowsize大小的区域，即图像边沿部分，进行特殊处理，就按照最后剩下的大小作为一个窗口；这样将磁光灰度图G划分为了多个小窗口图像，称为像素块，此时得到的窗口阵列大小为M＝floor(Windowsize)+1，N＝floor(Windowsize)+1，其中floor(*)表示向下取整，即舍去小数部分，取整数部分；S3：对M×N个像素块建立一个标记矩阵Mark(M,N)，大小为M×N；遍历所有像素块，对每个像素块的像素值进行统计，设定一个阈值Threshold：(1)若第l行，第h列窗口中像素值Window(i，j)<Threshold的像素点个数占整个窗口像素点数量的Z％以上，则认定该窗口为缺陷或者磁畴斑点的一部分，则令此时窗口对应的编号位置的值Mark(l，h)＝1；(2)若第l行，第h列窗口中的像素值在阈值Threshold以下的不到Z％的，则令Mark(l，h)＝0，其中0<l<M和0<h<N；S4：对标记矩阵Mark进行连通性运算处理，即对于Mark矩阵中的非零元素进行统计，采用4方向联通原则，使得上下左右都是非零元素的集合认为是一个联通容器，若与其他的非零元素群隔离，那另外的认为是另一个联通容器，这样对所有的非零联通容器进行编号为1～n；按照规则对标记矩阵进行处理后得到n个联通容器，且编号值为1～n，记为L(n)；S5：对连通性图像进行统计处理，即统计在矩阵L数字i的个数，其中i＝1，···，n，得到每个数字的数量Number(i)，表示编号为i的联通容器所包含的像素块个数；其中，认为缺陷位置的连通性数量一定是最大的几个数，将向量数表Number排序后，取向前差分最大的那个数为阈值Threshold_filter，然后对Mark矩阵进行遍历：(1)若Mark(l，h)＝i，且Number(i)<Threshold_filter，则Markout(l，h)＝0；(2)若Mark(l，h)＝i，且Number(i)≥Threshold_filter，则Markout(l，h)＝1；最后得到修改后的缺陷磁光二值化图像Markout；S6：对于步骤S5中标记矩阵Mark中的非零像素块，且满足Number(i)<Threshold_filter条件的像素块Mark(l，j)，在图G中找到对应的位置，使用步骤S2中相反的方式，用磁光灰度图G的全局灰度值的均值进行回填，即用大的像素值去修改原有的较低的像素值；其中，步骤S3中所述的阈值Threshold的选取方法包括以下子步骤：S301：对磁光灰度图G进行均值滤波；S302：初始化，设定初始增补值q，每次填充高度Δq，每次填充用的编号t＝1，计算图像的最大像素值p，取1.2p为增补的最大边界高度，保证对整副磁光图像扫描完毕；S303：对滤波后的磁光灰度图像进行增补操作：设置一个单位矩阵H，其大小和G等大；对磁光图像G进行如下式计算：Φ＝q·H‑G；其中Φ为数据统计矩阵，Φ矩阵中包含了被填充部分的像素信息；S304：对矩阵Φ进行统计，对矩阵Φ的像素点进行全面扫描，计算矩阵Φ中大于等于0的像素点个数，存储于向量元素S(t)中，为第t次增补过程后的需要统计的像素个数；记录每次增补时统计的像素点数量；S305：对q进行更新前的评估，并记录该值V(t)＝q，若q≤1.2G，则更新计算参数，其中q＝q+Δq，t＝t+1，返回步骤S303；若q>1.2G，则停止计算，进入步骤S306；S306：经过以上步骤后，得到一个填充面积向量S，它记录了每次增补后使用了的像素个数，同时得到一个增补高度向量V，对应于每次增补的高度；为了得到最佳阈值，需要对数据集合X(V，S)进行统计分析；其中，最佳阈值为S变化率最大的部分，而对应的填充高度V(t)值即为最佳阈值；S307：对X求一次导数得到X(1)，二次导数X(2)；其中，X(1)代表了X的变化率，X(2)代表了X(1)的变化率；通过对X(2)分析找到X(1)曲线中的典型的变化部分，即满足:(1)X(2)(i)>0,且X(2)(i‑1)<0，则第i点为X(1)图线的最小值点；(2)在第i点以后，满足X(2)(j)<0，且X(2)(j‑1)>0则为X(1)图线的最大值点；这样就搜寻到S向量中变化率最大的部分，即为第j个点处；S308：通过步骤S307找到的第j个点为向量S的最大变化率的点，其对应的填充高度V(j)即为寻找的磁光图像的最佳阈值Threshold＝V(j)。