一种小径管焊缝射线图像相似度评估方法技术

本发明专利技术涉及一种小径管焊缝射线图像相似度评估方法，方法包括：步骤

【技术实现步骤摘要】
一种小径管焊缝射线图像相似度评估方法


[0001]本专利技术涉及管道重复片检测
，尤其是指一种小径管焊缝射线图像相似度评估方法
。

技术介绍

[0002]射线图像检测是目前使用最为广泛的焊缝缺陷检测与评估的手段，尤其对管道焊接质量的检验与评估起着不可或缺的作用
。
而管道中的小径管因其长期在高压
、
潮湿
、
腐蚀
、
粉尘
、
震动等恶劣环境中运行，其焊接的质量直接影响设备的安全运行
。
小径管一般是指外径小于等于
100mm
的管子
。
在发电
、
石化等行业有着十分广泛的应用，主要用作可燃气体
、
蒸汽
、
燃料
、
反应物料的输送和热交换，其中很大一部分运行在高温
、
高压及腐蚀介质的工况下，此类管道的焊缝一旦发生泄漏或爆裂，将会带来巨大的损失
。
[0003]目前，在石油化工装置
、
电站锅炉中受到高温高压双重作用的小径管要求检
100
％检验
。
而小径管一般排列紧密，尤其是管与管并排处空间非常狭小，企业在对小径管的焊缝进行射线检测时，有发现现场作业人员以容易检测处焊缝图像冒充检测困难处的焊缝图像的现象
(
以下对小径管的该问题统一称作重复片问题
)
，企业也对此极其担忧，因为这意味着对其他难以检测的焊缝没有被检验，该焊缝的质量将失去管控
。
该行为具有极其严重的安全隐患，将产生无法预估的损失
。
因此，通过技术手段来识别重复片，是一项急切需要解决的问题
。
该问题的解决将从技术层面上实现对现场作业人员的有效监管，降低石油
、
天然气等压力输送管道因焊缝质量而引发的安全事故的风险
。
[0004]国内外对重复片的研究相对较少，且主要集中在国内，如河南大学的张帆
、
史潇婉团队提出了使用
SIFT(Scale
‑
invariant Feature Transform)
方法来统计重复片特征点的相似度，但是
SIFT
方法计算量较大，耗时较长，实用性并不高；同时该团队也从射线图像上的标记信息进行分析，检测其是否有重复的标记信息，来确定是否为重复片，该方法对非管道类的焊缝射线图像具有一定的效果，但是由于管道焊缝图像的特殊性，导致其图上并没有相应的标记信息，因此该方法在压力管道类的焊缝射线图像重复片检验中并不适用
。
[0005]针对重复片问题的研究，目前主要集中在我国，其核心问题是图像相似度的评估
。
但是由于射线图像为投影成像，重复拍摄后射线图像结构大多已发生变化，基于结构相似度的算法很难适用于焊缝射线图像重复片的检测
。

技术实现思路

[0006]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中小径管焊缝检测中存在重复片的问题
。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种小径管焊缝射线图像相似度评估方法，包括：
[0008]步骤
S1
：获取小径管的管道焊缝射线图像并进行二值化，并计算二值化后管道焊缝射线图像中管道的倾斜角度，根据所述倾斜角度对所述管道焊缝射线图像进行倾斜校
正，其中，所述小径管为外径小于等于
100mm
管道；
[0009]步骤
S2
：对倾斜校正后的管道焊缝射线图像中的焊缝区域进行提取；
[0010]步骤
S3
：对任意两个提取的焊缝区域进行相似度评估
。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述步骤
S1
中获取小径管的管道焊缝射线图像并进行二值化，并计算二值化后管道焊缝射线图像中管道的倾斜角度，方法包括：
[0012]对所述管道焊缝射线图像中的管道进行边缘检测，并对管道边缘检测后的管道焊缝射线图像进行二值化，得到二值化图像；
[0013]检测所述二值化图像中每一列非零像素的坐标，其中，所述每一列非零像素的坐标包括管道的上边缘像素坐标和下边缘像素坐标；
[0014]根据每一列非零像素的坐标计算每一列非零像素的中点；
[0015]将所述二值化图像中所有列非零像素的中点进行线性拟合，得到拟合直线；
[0016]将所述拟合直线相对于水平线的角度作为管道的倾斜角度；
[0017]根据所述倾斜角度对二值化图像进行倾斜校正
。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，所述将所述二值化图像中所有列非零像素的中点进行线性拟合，得到拟合直线，方法包括：
[0019]令所述二值化图像中所有列非零像素的中点进行连线，将连线上各点的坐标表示为
{(x
i
,y
i
)|i
＝
1,2,...,n}
，其中，
n
为图像中像素的列数；
[0020]根据连线上各点的坐标
{(x
i
,y
i
)|i
＝
1,2,...,n}
，通过最小二乘法对连线的回归方程
y
＝
kx+b
的参数
k
和
b
进行预估，使公式成立，其中：
[0021][0022][0023]根据预估得到的参数
k
和
b
确定连线的回归方程，根据所述连线的回归方程确定连线上各点的坐标
{(x
i
,y
i
)|i
＝
1,2,...,n}
的权重
W
i
；
[0024]将连线上各点的坐标
{(x
i
,y
i
)|i
＝
1,2,...,n}
乘以所述权重
W
i
得到新的数据点，公式为：
{W
i
×
(x
i
,y
i
)|i
＝
1,2,...,n}
，对所述新的数据点进行最小二乘法拟合，得到拟合直线
。
[0025]在本专利技术的一个实施例中，所述根据连线的回归方程确定连线上各点的坐标
{(x
i
,y
i
)|i
＝
1,2,...,n}
的权重
W
i
，公式为：
[0026][0027]其中，
r
i
为各中点到拟合直线的垂直距离，
G
为对噪音数据过滤的阈值
。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种小径管焊缝射线图像相似度评估方法，其特征在于：包括：步骤
S1
：获取小径管的管道焊缝射线图像并进行二值化，并计算二值化后管道焊缝射线图像中管道的倾斜角度，根据所述倾斜角度对所述管道焊缝射线图像进行倾斜校正，其中，所述小径管为外径小于等于
100mm
管道；步骤
S2
：对倾斜校正后的管道焊缝射线图像中的焊缝区域进行提取；步骤
S3
：对任意两个提取的焊缝区域进行相似度评估
。2.
根据权利要求1所述的小径管焊缝射线图像相似度评估方法，其特征在于：所述步骤
S1
中获取小径管的管道焊缝射线图像并进行二值化，并计算二值化后管道焊缝射线图像中管道的倾斜角度，方法包括：对所述管道焊缝射线图像中的管道进行边缘检测，并对管道边缘检测后的管道焊缝射线图像进行二值化，得到二值化图像；检测所述二值化图像中每一列非零像素的坐标，其中，所述每一列非零像素的坐标包括管道的上边缘像素坐标和下边缘像素坐标；根据每一列非零像素的坐标计算每一列非零像素的中点；将所述二值化图像中所有列非零像素的中点进行线性拟合，得到拟合直线；将所述拟合直线相对于水平线的角度作为管道的倾斜角度；根据所述倾斜角度对二值化图像进行倾斜校正
。3.
根据权利要求2所述的小径管焊缝射线图像相似度评估方法，其特征在于：所述将所述二值化图像中所有列非零像素的中点进行线性拟合，得到拟合直线，方法包括：令所述二值化图像中所有列非零像素的中点进行连线，将连线上各点的坐标表示为
{(x
i
,y
i
)|i
＝
1,2,...,n}
，其中，
n
为图像中像素的列数；根据连线上各点的坐标
{(x
i
,y
i
)|i
＝
1,2,...,n}
，通过最小二乘法对连线的回归方程
y
＝
kx+b
的参数
k
和
b
进行预估，使公式成立，其中：成立，其中：根据预估得到的参数
k
和
b
确定连线的回归方程，根据所述连线的回归方程确定连线上各点的坐标
{(x
i
,y
i
)|i
＝
1,2,...,n}
的权重
W
i
；将连线上各点的坐标
{(x
i
,y
i
)|i
＝
1,2,...,n}
乘以所述权重
W
i
得到新的数据点，公式为：
{W
i
×<...

【专利技术属性】
技术研发人员：昌亚胜，张国栋，李巧月，孙敏，王瑞芳，郑君嫒，闫思同，
申请(专利权)人：苏州城市学院，
类型：发明
国别省市：