小波及拉氏算子在管道焊缝缺陷检测中的应用

该文具有较强的指导性和实用性

第13卷　第12期微　机　发　展Vol.13　No.122003年12月　　　　　　　　　　　　　MicrocomputerDevelopment　　　　　　　　　　　　　　Dec.2003

李　炜1,罗　莉1,姜永大2

(11兰州理工大学电信工程学院,甘肃兰州730050;21东北大学人工智能与机器人研究所,辽宁沈阳110004)

摘　要:通常数字化的X射线图像存在噪声且对比度较差,给缺陷识别带来一定难度。文章在图像分解的基础上,利用小波分析对工业X射线天然气管道焊缝缺陷图像进行去噪处理,有效地改善了图像质量,又根据Laplacian算子检测图像边缘快速性的特点,参照天然气管道焊缝图像的特征,提出一种基于小波与Laplacian算子相结合的管道焊缝缺陷识别方法,仿真结果证明了此方法有效性及可靠性。

关键词:管道焊缝;二维小波;图像消噪;边缘检测;Laplacian算子

中图分类号:TN911173　　　　　　文献标识码:A　　　　　　文章编号:1005-3751(2003)12-0071-04

ApplicationofWaveletandLaplacianOperatorinPipeWeldingFlawImageDetection

LIWei1,LUOLi1,JIANGYong2da2

(1InstituteofElectronandT)ech.,LanzhouUniv.ofSci.andTech.,Lanzhou730050,China

)2ArtificialIntelligentandRobotInstituteofNortheastUniv.,Shenyang110004,China

Abstract:UsuallythenoiseandlowcontrastofthedigitizedX-rayimagemadeitdifficulttorecognizedefect.Basedonimagedecomposition,theX-raypipeweldinglineimagewasfilteredbywaveletanalysis.Resultsshowedthattheimagequalitywasimprovedanditwouldbenefittherealizationofcomputerinterpretationoffilms.SouseLaplacianoperator,inaccordingwiththecharacteristicofpipeweldingimageandpresentamethod.Thesimulinkproveitsefficiencyandreliability.

Keywords:pipeweldingline;two-dimensionwavelettransform;imagedenoise;edgedetection;Laplacianoperator

0　前　言

“西气东输”工程管理按照国际惯例,管道焊缝必须实行100%射线探伤检验。目前普遍采用的方法是人工评片,此方法由于劳动强度大,易受光源、评片人员的经验、技术水平和责任心、视疲劳、心理状态等的制约,往往使管道焊缝识别的可靠性受到影响。对于大多数厂家来说,希望在原来的数据采集设备的基础上,采用以软件为基础的电脑评片来替代目前的人工评片,达到甚至超过目前人工评片的灵敏度和准确度,提高评片的可靠性。

1.1　管道焊缝缺陷特征

由于两个焊管接口处事先经过打磨,缝隙较细,漏焊处多为裂纹,属长形缺陷。其焊缝接口处缺陷共有五种:

1)裂纹:具有尖锐端部和大的长宽比,表现为一条直线

或曲线的缺陷;

2)未焊透:在射线底片上呈连续的规则曲线;3)未融合:近似于未焊透和线状夹渣;

4)圆形夹渣:指残留在焊缝中的熔渣,缺陷长宽比一般

小于等于3;

5)长形缺陷:长宽之比大于3。1.2　边缘的分类

1　天然气管道焊缝的特点

目前对天然气管道焊接处探伤普遍采用的方法是X射线法,图片以胶片或工业摄像机的数字图像的形式,专业评片员对其进行判别分级,每幅(帧)图片的大小为950×

650mm,256真彩图片,存储空间为1.8MB,图片与焊缝宽度

通常所考虑的图像中的边缘点可以分为三种[1],第一种是阶梯型边缘(stepedge),即从一个灰度到比它高好多灰度的另一个灰度;第二种是屋顶式边缘(roofedge),它的灰度是慢慢增加到一定程度后再减少;第三种是突变型边缘