基于压缩传感理论的X射线焊缝图像处理

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在石油制管业焊管焊缝图像中有相当一部分是有缺陷的,为了保障油气管道安全运行,延长使用寿命,在生产过程中对石油钢管X射线焊缝图像进行有无缺陷及缺陷类别的判断就显得尤为重要。本文上要研究了压缩传感理论对石油钢管X射线焊缝图像的重建和缺陷的检测。本文首先将压缩传感理论直接应用于X射线实时成像系统采集到的焊缝图像。根据压缩传感理论训练山有缺陷和无缺陷样本图像的冗余字典,通过该冗余字典求出待检测缺陷和无缺陷图像的稀疏表示,最后利用OMP算法和图像系数权重和判断标准分别进行图像重建和缺陷检测的试验,得到检测结果的敏感度和特异度曲线。但是由于生产现场的x射线焊缝图像具有对比度不高、图像噪声、背景起伏和变化比较大、焊缝边缘模糊的特点,实现焊缝缺陷自动分析、检测和评片系统的难度很大。针对此类特点,需要对X射线焊缝图像进行预处理,这些预处理包括图像的噪声滤除、增强处理、边缘检测、Hough变换、分割和归一化处理等,突出了缺陷的特征,得出了分割后的原始图像。将压缩传感理论应用于预处理后截取的X射线焊缝图像。截取的图像样本分别是缺陷和噪声的图像,根据压缩传感理论训练出有缺陷和有噪声样本图像的冗余字典,通过该冗余字典求出待检测缺陷和有噪声图像的稀疏表示,并在图像系数绝对值权重和和图像系数个数不为0这两种标准下进行图像缺陷的检测试验,得到了检测结果的敏感度和特异度三维图。最后将未经过预处理的X射线焊缝图像和经过预处理截取后的X射线焊缝图像在压缩传感的试验下进行结果的分析和对比,从而选择出一组能够准确判断X射线焊缝图像是否含有缺陷的样本数据。通过试验证明压缩传感理论在X射线焊缝检测中具有很好的应用效果。
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