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基于稀疏描述的X射线焊缝图像缺陷检测研究

王丹 高炜欣

王丹, 高炜欣. 基于稀疏描述的X射线焊缝图像缺陷检测研究[J]. 制造技术与机床, 2023, (4): 126-131. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.020
引用本文: 王丹, 高炜欣. 基于稀疏描述的X射线焊缝图像缺陷检测研究[J]. 制造技术与机床, 2023, (4): 126-131. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.020
WANG Dan, GAO Weixin. Research on defect detection of X-ray weld image based on sparse description[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (4): 126-131. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.020
Citation: WANG Dan, GAO Weixin. Research on defect detection of X-ray weld image based on sparse description[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (4): 126-131. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.020

基于稀疏描述的X射线焊缝图像缺陷检测研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.020
基金项目: 陕西省重点研发计划项目(2020GY-179);陕西省自然科学基金(2020JQ-788);西安石油大学研究生创新与实践能力培养项目(YCS21113137)
详细信息
    作者简介:

    王丹,女,1997年生,硕士研究生,研究方向为缺陷检测、图像处理。E-mail:269216768@qq.com

    通讯作者:

    王丹,女,1997年生,硕士研究生,研究方向为缺陷检测、图像处理。E-mail:269216768@qq.com

  • 中图分类号: TG444

Research on defect detection of X-ray weld image based on sparse description

  • 摘要: 针对X射线焊缝图像缺陷检测的准确率问题,提出运用Log-Polar变换的距离不变性和角度不变性将缺陷的位置及形状转化为典型缺陷图像的简单二维平面的平移,解决了缺陷和疑似缺陷区域的标定问题。此外,为了提高缺陷识别的检出率及识别准确性,提出基于稀疏描述的缺陷识别,运用从海量数据中提取典型样本、非参数化模型构建以及基于最优方向法的稀疏解求解三大知识体系,对所标定SDR进行识别。实验得出,通过有限的样本训练所得字典矩阵对缺陷的识别率达到了98.5%以上。

     

  • 图  1  环口焊 X 射线焊缝图片

    图  2  缺陷与噪声典型几何特征值折线图

    图  3  缺陷与噪声典型几何特征值散点图

    图  4  SDR定义原理图

    图  5  SDR自动标定及截取

    图  6  缺陷 Log-polar 变换示例

    图  7  圆形缺陷变换前后灰度直方图

    图  8  圆形缺陷变换前后三维灰度图

    图  9  字典矩阵构建流程图

    图  10  稀疏系数求解流程图

    图  11  最终化简式

    图  12  圆形缺陷SDR

    图  13  条形缺陷SDR

    图  14  非典型缺陷

    表  1  焊缝图像信息表

    图像ID分辨率位深度数据量
    001-2002 412×64824200
    201-4005 684×5318200
    下载: 导出CSV

    表  2  2 412×648实验结果

    实验编号缺陷样本数量人为标定底片数量测试底片数量缺陷识别率/(%)噪声识别率/(%)
    18519598.1100
    2171019098.3100
    3291518598.3100
    4362018098.5100
    5482517598.5100
    6583017098.8100
    7663516598.8100
    8754016099.0100
    9894515599.2100
    10935015099.2100
    1110519598.0100
    12201019098.2100
    13311518598.2100
    14382018098.5100
    15462517598.5100
    16553017098.8100
    17643516599.0100
    18764016099.2100
    19884515599.2100
    20975015099.4100
    下载: 导出CSV

    表  3  2 412×648实验结果

    实验编号缺陷样本数量人为标定底片数量测试底片数量缺陷识别率/(%)噪声识别率/(%)
    216319798.4100
    229619498.5100
    2316819298.7100
    24181118998.7100
    25221218898.9100
    26271518599.0100
    27311718399.2100
    28361918199.2100
    29432117999.4100
    30462317799.6100
    317419698.3100
    3211719398.5100
    33171118998.5100
    34201318798.7100
    35231618498.7100
    36291818299.2100
    37322117999.3100
    38352317799.5100
    39412517599.5100
    40442817299.7100
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-09-23
  • 录用日期:  2023-02-18
  • 修回日期:  2022-09-23

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