專利名稱：射線檢測焊縫圖像管理系統(tǒng)及輔助評片方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用計算機(jī)對射線檢測焊接圖像的管理以及根據(jù)焊縫圖像中缺陷信 息對焊接質(zhì)量進(jìn)行評定的方法，特別是一種射線檢測焊縫圖像管理系統(tǒng)及輔助評片方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)膠片照相法射線檢測后產(chǎn)生的檢測檔案非常繁多，且目前焊接射線檢測檔案依然 采用傳統(tǒng)的紙質(zhì)文檔或膠片保存方式，容易受時間、溫度、濕度等外界因素的影響而極易 產(chǎn)生粘連、藥膜脫落及氧化等情況，從而造成文檔或底片信息的缺失，給企業(yè)帶來無法彌 補的經(jīng)濟(jì)損失。而且這些文檔或底片檔案占用空間大、管理比較混亂、檢索查閱困難，給 焊接構(gòu)件質(zhì)量的跟蹤查詢、統(tǒng)計分析帶來極大不便，使得對相應(yīng)焊接構(gòu)件的質(zhì)量管理和評 估產(chǎn)生很大困難。同時，傳統(tǒng)的評片方法是由評片工作人員在觀片室借助于觀燈片、放大 鏡、量尺、記錄表格來手工完成，易受設(shè)備、環(huán)境、底片質(zhì)量及人的生理條件等因素的影 響，造成焊接缺陷的誤判、漏判，給焊接結(jié)構(gòu)造成質(zhì)量隱患。因此，這種傳統(tǒng)的底片管理 及評片方式已經(jīng)難以適應(yīng)市場和企業(yè)發(fā)展的要求，應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)和方法對企業(yè)進(jìn)行根
本的改革已是大勢所趨。目前，對數(shù)字化射線檢測圖像管理系統(tǒng)的研究還是基于傳統(tǒng)c/s
(客戶機(jī)/服務(wù)器)架構(gòu)設(shè)計的，不利于圖像管理系統(tǒng)的升級且成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種保存文檔不受外界因素的影響、評片不受人的生理條件影 響的射線檢測焊縫圖像管理系統(tǒng)及輔助評片方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案 一種射線檢測焊縫圖像管理系統(tǒng)
該圖像管理系統(tǒng)部署在服務(wù)器系統(tǒng)上，通過客戶端計算機(jī)訪問該系統(tǒng)；該圖像管理系 統(tǒng)有功能模塊，功能模塊采用B/S四層架構(gòu)設(shè)計，包含展現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、持久層和 數(shù)據(jù)庫層，并且支持遠(yuǎn)程瀏覽及評片功能；功能模塊有圖像獲取模塊、圖像參數(shù)獲取模塊、 圖像處理模塊、評片管理模塊、査詢統(tǒng)計模塊和系統(tǒng)管理模塊。
所述的圖像獲取模塊，用于獲取經(jīng)掃描儀數(shù)字化后的射線檢測圖像文件，輸入與射線 檢測圖像相關(guān)的參數(shù)信息說明；并通過圖像文件存儲裝置將數(shù)字化后的射線檢測焊縫圖像 存儲在圖像服務(wù)器中；
所述的圖像參數(shù)獲模塊，用于獲取與圖像文件相關(guān)的說明參數(shù)，并通過參數(shù)存儲裝置 將這些參數(shù)保存至數(shù)據(jù)庫中；數(shù)據(jù)庫控制裝置，數(shù)據(jù)庫控制裝置用于將上述圖像說明參數(shù) 與圖像文件相互關(guān)聯(lián)，并把關(guān)聯(lián)關(guān)系存儲在數(shù)據(jù)庫中；
所述的圖像處理模塊，通過圖像控制裝置調(diào)用圖像處理模塊，對射線檢測圖像進(jìn)行預(yù) 處理，以識別焊接缺陷的類別并提取焊接缺陷特征信息；將獲取的射線檢測焊縫圖像的缺 陷參數(shù)信息，通過數(shù)據(jù)庫控制裝置將這些參數(shù)存儲至數(shù)據(jù)庫中，利用數(shù)據(jù)庫控制裝置將上
4述圖像缺陷參數(shù)與圖像文件相互關(guān)聯(lián)，把關(guān)聯(lián)關(guān)系存儲至數(shù)據(jù)庫中；
所述的評片管理模塊,用于根據(jù)GB3323-87《鋼熔化對接接頭射線照相和質(zhì)量分級》 質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)，對獲取的射線檢測焊縫圖像缺陷信息做出等級評定，即對焊接質(zhì)量做出相 應(yīng)的等級評定，并填寫射線檢測報告；
所述的査詢統(tǒng)計模塊，用于根據(jù)用戶輸入的不同條件査詢射線檢測圖像信息以及射線 檢測報告等信息，并將查詢結(jié)果分頁顯示；通過數(shù)據(jù)庫控制裝置將與用戶輸入的查詢條件 相關(guān)的射線檢測焊縫圖像及射線檢測報告信息反饋到用戶界面；
所述的系統(tǒng)管理模塊，用于系統(tǒng)管理員對系統(tǒng)用戶進(jìn)行集中管理并分配相應(yīng)的訪問權(quán) 限，同時維護(hù)整個系統(tǒng)的正常運行。
所述的客戶端計算機(jī)包括圖像文件輸入模塊，接受掃描儀數(shù)字化后的射線檢測圖像， 并向服務(wù)器系統(tǒng)發(fā)送該圖像文件；圖像參數(shù)輸入模塊，接受輸入的射線檢測焊縫圖像說明 參數(shù)，并向服務(wù)器系統(tǒng)發(fā)送這些參數(shù)信息；所述的服務(wù)器系統(tǒng)包括圖像文件存儲裝置， 接收上述客戶端計算機(jī)發(fā)送的圖像文件，并把該圖像文件存儲到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中；圖像說 明參數(shù)存儲裝置，接收上述客戶端計算機(jī)發(fā)送的圖像說明參數(shù)，并通過數(shù)據(jù)庫控制裝置存 儲至數(shù)據(jù)庫中。
一種用于射線檢測焊縫圖像管理系統(tǒng)的輔助評片方法 (1)評片人員通過掃描儀獲取需要評定的射線檢測焊縫圖像文件，利用粗支持向量 機(jī)分類建模方法對圖像進(jìn)行缺陷區(qū)域劃分并去除背景，由具有同一個中心的兩個不同半徑 的超球來組成，根據(jù)分類結(jié)果所在超球的不同區(qū)域刻畫分類結(jié)果的不確定性，把樣本的所 屬類別分為三種情況(l)類別在正域內(nèi)樣本肯定屬于某一類；(2)類別在負(fù)域內(nèi)樣 本肯定不屬于某一類；(3)類別在邊界域樣本可能屬于這一類，也可能不屬于這一類；
粗支持向量機(jī)(Rough Support Vector Machines, RSVM)，它是由內(nèi)、外半徑的兩個超 球組成，對于兩分類樣本來說，半徑為超球/ 內(nèi)為類l的正域，半徑為r的超球外為類l 的負(fù)域，對類2來說則是相反；在半徑w超球與半徑為r超球之間的區(qū)域定義為邊界域， 其中r> ;
使用一個半徑最小的超球把類1包圍起來，然后使用半徑最小的超球使得類2位于超 球的外面，這兩個超球之間包圍為類別不確定的樣本；
將焊接缺陷圖像中的缺陷區(qū)域分成兩大類， 一類為某一類型的焊接缺陷，另一類為其 它缺陷，利用樣本對系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，讓系統(tǒng)獲取知識，然后對缺陷進(jìn)行分類；
(2) 調(diào)用局部區(qū)域識別方法對缺陷類別進(jìn)行識別并提取缺陷特征參數(shù)，采用模糊支持 向量機(jī)和子束波變換相結(jié)合的方式提取焊接缺陷；
首先通過小波變換和形態(tài)學(xué)變換對原始焊接圖像進(jìn)行復(fù)雜灰度背景去除，突出缺陷特 征并將其灰度限定在較小范圍；然后通過FSVM識別確定含有裂紋缺陷的比較模糊的子區(qū) 域；最后采用局部Beamlet多尺度變換，提取缺陷，完成最終的檢測；
(3) 記錄圖像文件中的缺陷信息，根據(jù)相關(guān)質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)(GB3323-87)對被檢測工 件的焊接質(zhì)量做出相應(yīng)的質(zhì)量等級評定。有益效果由于采用了上述方案，該管理系統(tǒng)是一種基于B/S (瀏覽器/服務(wù)器)架構(gòu) 的射線檢測焊縫圖像管理系統(tǒng)，功能易于擴(kuò)展且支持遠(yuǎn)程評片功能；該系統(tǒng)采用基于B/S 架構(gòu)的四層結(jié)構(gòu)，B/S架構(gòu)系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)的C/S架構(gòu)系統(tǒng)開發(fā)成本高，功能不易擴(kuò)展等 缺點，降低了系統(tǒng)中各層間的耦合，從而具有良好的擴(kuò)展性能，為系統(tǒng)以后的功能擴(kuò)展打 下了良好的基礎(chǔ)；在系統(tǒng)中，提供了一種利用計算機(jī)輔助評定射線檢測底片的方法。存儲 文檔和底片不受外界因素的影響，評片不受人的生理條件影響，達(dá)到了本發(fā)明的目的。
優(yōu)點該圖像管理系統(tǒng)及評片方法應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，能夠?qū)?shù)字化后的射線檢測底 片和與其相關(guān)的參數(shù)說明登記在圖像數(shù)據(jù)庫中，并根據(jù)不同的檢索條件進(jìn)行査詢分類統(tǒng)
計。在圖像處理模塊中采用粗支持向量機(jī)方法對缺陷進(jìn)行分類，采用模糊支持向量機(jī)和子 束波變換相結(jié)合的方式進(jìn)行缺陷特征提取。并根據(jù)有關(guān)質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)對焊接質(zhì)量做出相應(yīng) 的評價。本發(fā)明充分利用面向?qū)ο筌浖_發(fā)的思想及信息工程方法，建立一種射線檢測焊 縫圖像管理系統(tǒng)及輔助評片方法，為推進(jìn)射線檢測底片數(shù)字化管理和計算機(jī)輔助評片提供 技術(shù)支撐。


圖l本發(fā)明射線檢測焊縫圖像管理系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖。 圖2客戶端計算機(jī)裝置和圖像服務(wù)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。 圖3本發(fā)明射線檢測焊縫圖像管理系統(tǒng)功能模塊圖。 圖4本發(fā)明射線檢測焊縫圖像管理系統(tǒng)輔助評片流程圖。 圖5粗超球SVM分類器。
具體實施方式
實施例l: 一種射線檢測焊縫圖像管理系統(tǒng)
該圖像管理系統(tǒng)部署在服務(wù)器系統(tǒng)上，通過客戶端計算機(jī)訪問該系統(tǒng)；該圖像管理系 統(tǒng)有功能模塊，功能模塊采用B/S四層架構(gòu)設(shè)計，包含展現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、持久層和 數(shù)據(jù)庫層，并且支持遠(yuǎn)程瀏覽及評片功能；功能模塊有圖像獲取模塊、圖像參數(shù)獲取模塊、 圖像處理模塊、評片管理模塊、查詢統(tǒng)計模塊和系統(tǒng)管理模塊。
所述的圖像獲取模塊，用于獲取經(jīng)掃描儀數(shù)字化后的射線檢測圖像文件，輸入與射線 檢測圖像相關(guān)的參數(shù)信息說明；并通過圖像文件存儲裝置將數(shù)字化后的射線檢測焊縫圖像 存儲在圖像服務(wù)器中；
所述的圖像參數(shù)獲模塊，用于獲取與圖像文件相關(guān)的說明參數(shù)，并通過參數(shù)存儲裝置 將這些參數(shù)保存至數(shù)據(jù)庫中；數(shù)據(jù)庫控制裝置，數(shù)據(jù)庫控制裝置用于將上述圖像說明參數(shù) 與圖像文件相互關(guān)聯(lián)，并把關(guān)聯(lián)關(guān)系存儲在數(shù)據(jù)庫中；
所述的圖像處理模塊，通過圖像控制裝置調(diào)用圖像處理模塊，對射線檢測圖像進(jìn)行預(yù) 處理，以識別焊接缺陷的類別并提取焊接缺陷特征信息；將獲取的射線檢測焊縫圖像的缺 陷參數(shù)信息，通過數(shù)據(jù)庫控制裝置將這些參數(shù)存儲至數(shù)據(jù)庫中，利用數(shù)據(jù)庫控制裝置將上 述圖像缺陷參數(shù)與圖像文件相互關(guān)聯(lián)，把關(guān)聯(lián)關(guān)系存儲至數(shù)據(jù)庫中；
所述的評片管理模塊,用于根據(jù)GB3323-87《鋼熔化對接接頭射線照相和質(zhì)量分級》質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)，對獲取的射線檢測焊縫圖像缺陷信息做出等級評定，即對焊接質(zhì)量做出相 應(yīng)的等級評定，并填寫射線檢測報告；
所述的查詢統(tǒng)計模塊，用于根據(jù)用戶輸入的不同條件査詢射線檢測圖像信息以及射線 檢測報告等信息，并將査詢結(jié)果分頁顯示；通過數(shù)據(jù)庫控制裝置將與用戶輸入的査詢條件 相關(guān)的射線檢測焊縫圖像及射線檢測報告信息反饋到用戶界面；
所述的系統(tǒng)管理模塊，用于系統(tǒng)管理員對系統(tǒng)用戶進(jìn)行集中管理并分配相應(yīng)的訪問權(quán) 限，同時維護(hù)整個系統(tǒng)的正常運行。
所述的客戶端計算機(jī)包括圖像文件輸入模塊，接受掃描儀數(shù)字化后的射線檢測圖像， 并向服務(wù)器系統(tǒng)發(fā)送該圖像文件；圖像參數(shù)輸入模塊，接受輸入的射線檢測焊縫圖像說明 參數(shù)，并向服務(wù)器系統(tǒng)發(fā)送這些參數(shù)信息；所述的服務(wù)器系統(tǒng)包括圖像文件存儲裝置， 接收上述客戶端計算機(jī)發(fā)送的圖像文件，并把該圖像文件存儲到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中；圖像說 明參數(shù)存儲裝置，接收上述客戶端計算機(jī)發(fā)送的圖像說明參數(shù)，并通過數(shù)據(jù)庫控制裝置存 儲至數(shù)據(jù)庫中。
一種用于射線檢測焊縫圖像管理系統(tǒng)的輔助評片方法 (1)評片人員通過掃描儀獲取需要評定的射線檢測焊縫圖像文件，利用粗支持向量 機(jī)分類建模方法對圖像進(jìn)行缺陷區(qū)域劃分并去除背景。粗糙集理論(Rough Set)不僅能 夠找出與類別密切相關(guān)的不可約簡屬性集合，而且還使用上下近似對樣本所屬類別的確定 程度進(jìn)行刻畫，它能充分的考慮了數(shù)據(jù)的不精確、不確定性，符合人類對事物的認(rèn)識程度， 可與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、模糊系統(tǒng)等數(shù)據(jù)挖掘方法相結(jié)合，用于提高挖掘模型的泛化、 學(xué)習(xí)能力以及處理不確定性的能力。支持向量機(jī)(SVM)是基于統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論，支持小樣 本分類的二分類器。它與其它分類器一樣，其類別輸出也是一個精確值，也不能反映樣本 類別的不確定性。本發(fā)明提出了一種基于粗糙集的支持向量機(jī)分類器算法，簡稱為粗支持 向量機(jī)。它使用二分類超球面支持向量機(jī)，借鑒粗糙集理論，它由具有同一個中心的兩個 不同半徑的超球來組成，它根據(jù)分類結(jié)果所在超球的不同區(qū)域刻畫分類結(jié)果的不確定性， 它把樣本的所屬類別分為三種情況(l)類別在正域內(nèi)樣本肯定屬于某一類；(2)類別 在負(fù)域內(nèi)樣本肯定不屬于某一類；(3)類別在邊界域樣本可能屬于這一類，也可能不 屬于這一類。這樣可以根據(jù)樣本所在的區(qū)域來判定分類結(jié)果的準(zhǔn)確程度，更加符合人類的 思維方式。
粗支持向量機(jī)(Rough Support Vector Machines, RSVM)，它是由內(nèi)、外半徑的兩個超 球組成，如圖l所示，對于兩分類樣本來說，半徑為超球i 內(nèi)為類l的正域，半徑為r的 超球外為類l的負(fù)域，對類2來說則是相反。在半徑/ 超球與半徑為r超球之間的區(qū)域定 義為邊界域，其中7^W。
使用一個半徑最小的超球把類1包圍起來，然后使用半徑最小的超球使得類2位于超 球的外面，這兩個超球之間包圍為類別不確定的樣本。
利用此方法，將焊接缺陷圖像中的缺陷區(qū)域分成兩大類， 一類為某一類型的焊接缺陷， 另一類為其它缺陷，利用樣本對系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，讓系統(tǒng)獲取知識，然后對缺陷進(jìn)行分類。(2) 調(diào)用局部區(qū)域識別方法對缺陷類別進(jìn)行識別并提取缺陷特征參數(shù)，采用模糊支持 向量機(jī)和子束波變換相結(jié)合的方式提取焊接缺陷。
首先通過小波變換和形態(tài)學(xué)變換對原始焊接圖像進(jìn)行復(fù)雜灰度背景去除，突出缺陷特 征并將其灰度限定在較小范圍；然后通過FSVM識別確定含有裂紋缺陷的比較模糊的子區(qū) 域；最后采用局部Beamlet多尺度變換，提取缺陷，完成最終的檢測。
(3) 記錄圖像文件中的缺陷信息，根據(jù)相關(guān)質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)(GB3323-87)對被檢測工 件的焊接質(zhì)量做出相應(yīng)的質(zhì)量等級評定。
在圖1中，該結(jié)構(gòu)圖包含Web服務(wù)器l，圖像服務(wù)器系統(tǒng)2， Internet網(wǎng)絡(luò)3，掃 描儀4，系列客戶端計算機(jī)5，客戶端計算機(jī)5通過Internet網(wǎng)絡(luò)3與Web服務(wù)器1及圖 像服務(wù)器系統(tǒng)2進(jìn)行通信。在該管理系統(tǒng)中，射線檢測焊縫圖像文件通過掃描儀4生成數(shù) 字圖像，再由客戶端計算機(jī)5通過Internet網(wǎng)絡(luò)3將該數(shù)字圖像發(fā)送到圖像服務(wù)器系統(tǒng)2 中存儲。
在圖像服務(wù)器系統(tǒng)2中，不僅存儲了原始大小的射線檢測數(shù)字圖像文件，并由射線檢 測焊縫圖像系統(tǒng)生成了比原圖像數(shù)據(jù)量少的縮略圖文件，將原圖像文件按缺陷類別存儲在 不同的文件夾中，并把縮略圖文件存儲在臨時文件夾中。更加具體的內(nèi)容將在圖2的客戶 端計算機(jī)裝置和圖像服務(wù)器系統(tǒng)架構(gòu)圖中說明。
在圖2中，包含客戶端計算機(jī)裝置6和圖像服務(wù)器系統(tǒng)2。
客戶端計算機(jī)裝置6包含客戶端計算機(jī)5。該客戶端計算機(jī)5包含CPU、存儲器、 CD—ROM、驅(qū)動器、顯示裝置等。該客戶端計算機(jī)裝置6還包含用于通過Internet網(wǎng) 絡(luò)3訪問Web服務(wù)器1和圖像服務(wù)器系統(tǒng)2的瀏覽器7;用于在瀏覽器7中顯示和瀏覽數(shù) 據(jù)的JSP(Java Server Page)頁面8;用于接收通過掃描儀4生成的射線檢測焊縫數(shù)字圖像的 圖像文件獲取模塊10;用于接收用戶輸入與圖像相關(guān)的說明參數(shù)信息的圖像說明參數(shù)獲 取模塊9?？蛻舳擞嬎銠C(jī)裝置6通過Internet網(wǎng)絡(luò)3與Web服務(wù)器1及圖像服務(wù)器系統(tǒng)2 交互。
圖像服務(wù)器系統(tǒng)2包括CPU、存儲器、CD-ROM、顯示裝置等。圖像服務(wù)器系統(tǒng)2 包括Web服務(wù)器1,該Web服務(wù)器1采用的是BEA WebLogic Server,將射線檢測焊縫圖 像管理系統(tǒng)部署在該Web服務(wù)器1上。
圖像服務(wù)器系統(tǒng)2還包括用于生成JSP頁面8并處理數(shù)據(jù)的JSP引擎11:用于存 儲從客戶端計算機(jī)裝置6發(fā)送的射線檢測焊縫圖像文件的圖像文件存儲裝置12;控制圖
像文件處理過程的圖像文件控制裝置13;處理圖像文件的圖像處理模塊14;用于存儲從 客戶端計算機(jī)6發(fā)送的圖像說明參數(shù)的圖像說明參數(shù)存儲裝置15;存儲各種數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù) 庫17;用于將圖像說明參數(shù)存儲至數(shù)據(jù)庫17并控制圖像文件與圖像文件說明參數(shù)關(guān)聯(lián)關(guān)
系的數(shù)據(jù)庫控制裝置16。
在圖3中，該系統(tǒng)采用基于B/S架構(gòu)的四層結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)分為以下四層展現(xiàn)層、業(yè)務(wù)
邏輯層、持久層和數(shù)據(jù)庫層。展現(xiàn)層用于把系統(tǒng)的輸出結(jié)果呈現(xiàn)給系統(tǒng)用戶，業(yè)務(wù)邏輯層 用于處理系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯，持久層用于完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的持久化工作，數(shù)據(jù)庫層用于完成數(shù)據(jù)的存取工作。
射線檢測焊縫圖像管理系統(tǒng)的功能模塊主要包括圖像獲取模塊、圖像處理模塊、評片 管理模塊、查詢統(tǒng)計模塊及系統(tǒng)管理模塊。下面對各個模塊的功能作詳細(xì)的說明
圖像獲取模塊主要完成射線檢測焊縫圖像的獲取及圖像相關(guān)參數(shù)的輸入等功能。系 統(tǒng)用戶通過客戶端計算機(jī)5上的瀏覽器7登錄系統(tǒng)交互頁面，點擊圖像獲取菜單并將要數(shù) 字化的射線檢測焊縫底片放在掃描儀4中，系統(tǒng)將獲取通過掃描儀數(shù)字化后的射線檢測圖 像。點擊上傳按鈕可以將該圖像上傳至圖像服務(wù)器系統(tǒng)2中存儲，圖像服務(wù)器系統(tǒng)會自動 生成該圖像的縮略圖并把縮略圖保存在臨時文件夾中。在上傳射線檢測圖像過程中，系統(tǒng) 會對用戶上傳的圖像格式及圖像的大小進(jìn)行合法性驗證。同時可以輸入與該圖像相關(guān)的說 明參數(shù)信息，系統(tǒng)會對用戶輸入的有效性進(jìn)行驗證。驗證通過則把射線檢測圖像保存到圖 像服務(wù)器系統(tǒng)2中，同時將相關(guān)的說明參數(shù)保存至數(shù)據(jù)庫17中。
圖像處理模塊主要完成對射線檢測焊縫圖像進(jìn)行處理，以識別并提取焊接缺陷信息 等功能。選擇將要處理的焊縫圖像，人工劃分缺陷區(qū)域以去除焊縫圖像上的透照日期等無 關(guān)信息；選擇處理圖像菜單對該焊縫圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)、去除背景等操作；選擇局部區(qū)域 缺陷識別菜單，并根據(jù)焊縫缺陷的類型選擇不同的局部區(qū)域缺陷識別子菜單，例如，對氣 具有孔缺陷的圖像選擇檢査氣孔菜單以識別局部氣孔缺陷信息；對進(jìn)行過局部缺陷識別的 圖像選擇缺陷提取菜單以提取缺陷的特征信息，對不同缺陷特征的提取可以選擇不同的提 取算法，如Sobel邊緣檢測算子、Canny邊緣檢測算子等；記錄缺陷的類型、位置、缺陷 尺寸等焊接缺陷的相關(guān)信息，并把這些信息通過客戶端計算機(jī)5存儲至數(shù)據(jù)庫17中。
評片管理模塊主要完成對射線檢測焊縫圖像的評定并填寫射線檢測報告。根據(jù)圖像 處理的結(jié)果，依據(jù)相關(guān)的質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)對被檢測工件的焊接質(zhì)量做出相應(yīng)的質(zhì)量評定，以 便改進(jìn)焊接工藝流程，并填寫相關(guān)的射線檢測報告，并把這些報告信息通過客戶端計算機(jī) 5存儲至數(shù)據(jù)庫17中。
査詢統(tǒng)計模塊主要提供對歷史數(shù)據(jù)的查詢統(tǒng)計分析功能?？梢愿鶕?jù)不同的査詢條件 對射線檢測焊縫圖像和射線檢測報告進(jìn)行査詢分析，例如按透照時間、入庫時間、缺陷類 別等條件單獨或組合查詢，系統(tǒng)將查詢的結(jié)果返回客戶端瀏覽器中并分頁顯示。同時，系 統(tǒng)還提供報表打印的功能，以便用戶打印査詢的結(jié)果。
系統(tǒng)管理模塊主要完成對系統(tǒng)用戶進(jìn)行管理及系統(tǒng)權(quán)限分配等功能。系統(tǒng)管理員對 系統(tǒng)的用戶進(jìn)行集中式管理，并根據(jù)用戶的角色分配不同的訪問權(quán)限，以保證系統(tǒng)的安全 性。同時，系統(tǒng)管理員還應(yīng)負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的維護(hù)工作，包括系統(tǒng)備份和系統(tǒng)還原等操作。
焊接圖像管理和輔助評片實現(xiàn)過程
在圖4中，首先，步驟S201，通過圖像文件獲取模塊IO將射線檢測圖像通過掃描儀
4生成數(shù)字化圖像；
步驟S202到步驟204，獲取數(shù)字化圖像后，查看數(shù)字化圖像是否清晰，如果清晰則通 過圖像參數(shù)獲取模塊9獲取與之對應(yīng)的說明參數(shù)，否則重新掃描；
步驟S205，系統(tǒng)文件存儲裝置12及圖像說明參數(shù)存儲裝置15將圖像及其參數(shù)進(jìn)行存儲；
步驟S206—步驟S209，圖像文件控制裝置13對圖像及參數(shù)的合法性進(jìn)行校驗，驗證 通過則將圖像存儲在圖像服務(wù)器系統(tǒng)2中，將參數(shù)通過數(shù)據(jù)庫控制裝置16存儲到數(shù)據(jù)庫 中并提示存儲成功界面。，如果存儲不成功重新進(jìn)行存儲，圖像存儲成功后將在JSP頁面 8中顯示；
步驟S210—步驟S213，將圖像進(jìn)行增強(qiáng)等預(yù)處理，去除與缺陷信息無關(guān)的信息，例 如透照日期、底片編號等；采用邊緣檢測算法，如Sobd邊緣檢測算子、Canny邊緣檢測 算子等對圖像進(jìn)行邊緣檢測分割，以識別焊縫邊緣并去除背景；利用粗支持向量機(jī)方法對 圖像缺陷進(jìn)行分類。把多個帶有缺陷的圖像分成兩部分，2/3用于訓(xùn)練，1/3用于測試。用 超球面算法訓(xùn)練時，把l類(比如夾雜缺陷) 一直作為正類，其余類別都作為負(fù)類處理， 即二類別分類問題。把分類結(jié)果分為肯定正確，在不可分區(qū)域以及錯誤分類3種類型。調(diào) 用圖像局部區(qū)域識別算法最終確定某一缺陷屬于哪一種類型，對識別后的缺陷特征信息進(jìn) 行提取。
步驟S214，記錄缺陷的類型，例如氣孔、裂紋、夾渣等和缺陷的尺寸、數(shù)量、位置等 信息；然后根據(jù)GB3323-87《鋼熔化對接接頭射線照相和質(zhì)量分級》質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)對被檢 測工件的焊接質(zhì)量進(jìn)行質(zhì)量等級評定，并填寫射線檢測報告。
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權(quán)利要求
1、一種射線檢測焊縫圖像管理系統(tǒng)，其特征在于該圖像管理系統(tǒng)部署在服務(wù)器系統(tǒng)上，通過客戶端計算機(jī)訪問該系統(tǒng)；該圖像管理系統(tǒng)有功能模塊，功能模塊采用B/S四層架構(gòu)設(shè)計，包含展現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、持久層和數(shù)據(jù)庫層，并且支持遠(yuǎn)程瀏覽及評片功能；功能模塊有圖像獲取模塊、圖像參數(shù)獲取模塊、圖像處理模塊、評片管理模塊、查詢統(tǒng)計模塊和系統(tǒng)管理模塊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的射線檢測焊縫圖像管理系統(tǒng)，其特征在于 所述的圖像獲取模塊，用于獲取經(jīng)掃描儀數(shù)字化后的射線檢測圖像文件，輸入與射線檢測圖像相關(guān)的參數(shù)信息說明；并通過圖像文件存儲裝置將數(shù)字化后的射線檢測焊縫圖像 存儲在圖像服務(wù)器中；所述的圖像參數(shù)獲模塊，用于獲取與圖像文件相關(guān)的說明參數(shù)，并通過參數(shù)存儲裝置 將這些參數(shù)保存至數(shù)據(jù)庫中；數(shù)據(jù)庫控制裝置，數(shù)據(jù)庫控制裝置用于將上述圖像說明參數(shù) 與圖像文件相互關(guān)聯(lián)，并把關(guān)聯(lián)關(guān)系存儲在數(shù)據(jù)庫中所述的圖像處理模塊，通過圖像控制裝置調(diào)用圖像處理模塊，對射線檢測圖像進(jìn)行預(yù) 處理，以識別焊接缺陷的類別并提取焊接缺陷特征信息；將獲取的射線檢測焊縫圖像的缺 陷參數(shù)信息，通過數(shù)據(jù)庫控制裝置將這些參數(shù)存儲至數(shù)據(jù)庫中，利用數(shù)據(jù)庫控制裝置將上 述圖像缺陷參數(shù)與圖像文件相互關(guān)聯(lián)，把關(guān)聯(lián)關(guān)系存儲至數(shù)據(jù)庫中；所述的評片管理模塊,用于根據(jù)GB3323-87《鋼熔化對接接頭射線照相和質(zhì)量分級》 質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)，對獲取的射線檢測焊縫圖像缺陷信息做出等級評定，即對焊接質(zhì)量做出相 應(yīng)的等級評定，并填寫射線檢測報告；所述的查詢統(tǒng)計模塊，用于根據(jù)用戶輸入的不同條件査詢射線檢測圖像信息以及射線 檢測報告等信息，并將查詢結(jié)果分頁顯示；通過數(shù)據(jù)庫控制裝置將與用戶輸入的査詢條件 相關(guān)的射線檢測焊縫圖像及射線檢測報告信息反饋到用戶界面；所述的系統(tǒng)管理模塊，用于系統(tǒng)管理員對系統(tǒng)用戶進(jìn)行集中管理并分配相應(yīng)的訪問權(quán) 限，同時維護(hù)整個系統(tǒng)的正常運行。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線檢測焊縫圖像管理系統(tǒng)，其特征在于所述的客戶端 計算機(jī)包括圖像文件輸入模塊，接受掃描儀數(shù)字化后的射線檢測圖像，并向服務(wù)器系統(tǒng) 發(fā)送該圖像文件；圖像參數(shù)輸入模塊，接受輸入的射線檢測焊縫圖像說明參數(shù)，并向服務(wù) 器系統(tǒng)發(fā)送這些參數(shù)信息；所述的服務(wù)器系統(tǒng)包括圖像文件存儲裝置，接收上述客戶端 計算機(jī)發(fā)送的圖像文件，并把該圖像文件存儲到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中；圖像說明參數(shù)存儲裝置， 接收上述客戶端計算機(jī)發(fā)送的圖像說明參數(shù)，并通過數(shù)據(jù)庫控制裝置存儲至數(shù)據(jù)庫中。
4、 一種用于射線檢測焊縫圖像管理系統(tǒng)的輔助評片方法，其特征在于(1)評片人員通過掃描儀獲取需要評定的射線檢測焊縫圖像文件，利用粗支持向量 機(jī)分類建模方法對圖像進(jìn)行缺陷區(qū)域劃分并去除背景，由具有同一個中心的兩個不同半徑 的超球來組成，根據(jù)分類結(jié)果所在超球的不同區(qū)域刻畫分類結(jié)果的不確定性，把樣本的所 屬類別分為三種情況(l)類別在正域內(nèi)樣本肯定屬于某一類；(2)類別在負(fù)域內(nèi)樣 本肯定不屬于某一類；(3)類別在邊界域樣本可能屬于這一類，也可能不屬于這一類；粗支持向量機(jī)(Rough Support Vector Machines, RSVM)，它是由內(nèi)、外半徑的兩個超球組成，對于兩分類樣本來說，半徑為超球R內(nèi)為類1的正域，半徑為r的超球外為類l 的負(fù)域，對類2來說則是相反；在半徑w超球與半徑為r超球之間的區(qū)域定義為邊界域， 其中n;使用一個半徑最小的超球把類l包圍起來，然后使用半徑最小的超球使得類2位于超 球的外面，這兩個超球之間包圍為類別不確定的樣本；將焊接缺陷圖像中的缺陷區(qū)域分成兩大類， 一類為某一類型的焊接缺陷，另一類為其 它缺陷，利用樣本對系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，讓系統(tǒng)獲取知識，然后對缺陷進(jìn)行分類；(2) 調(diào)用局部區(qū)域識別方法對缺陷類別進(jìn)行識別并提取缺陷特征參數(shù)，采用模糊支持 向量機(jī)和子束波變換相結(jié)合的方式提取焊接缺陷；首先通過小波變換和形態(tài)學(xué)變換對原始焊接圖像進(jìn)行復(fù)雜灰度背景去除，突出缺陷特 征并將其灰度限定在較小范圍；然后通過FSVM識別確定含有裂紋缺陷的比較模糊的子區(qū) 域；最后采用局部Beamlet多尺度變換，提取缺陷，完成最終的檢測；(3) 記錄圖像文件中的缺陷信息，根據(jù)相關(guān)質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)對被檢測工件的焊接質(zhì)量做 出相應(yīng)的質(zhì)量等級評定。
全文摘要
一種射線檢測焊縫圖像管理系統(tǒng)及輔助評片方法，屬于利用計算機(jī)對焊接質(zhì)量進(jìn)行評定的方法。該圖像管理系統(tǒng)部署在服務(wù)器系統(tǒng)上，通過客戶端計算機(jī)訪問該系統(tǒng)；該圖像管理系統(tǒng)有功能模塊，功能模塊采用B/S四層架構(gòu)設(shè)計，包含展現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、持久層和數(shù)據(jù)庫層，并且支持遠(yuǎn)程瀏覽及評片功能；功能模塊有圖像獲取模塊、圖像參數(shù)獲取模塊、圖像處理模塊、評片管理模塊、查詢統(tǒng)計模塊和系統(tǒng)管理模塊。該管理系統(tǒng)及評片方法應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，能夠?qū)?shù)字化后的射線檢測底片和與其相關(guān)的參數(shù)說明登記在圖像數(shù)據(jù)庫中，并能查詢分類統(tǒng)計；采用粗支持向量機(jī)分類建模方法對焊接缺陷的分類識別和提取，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對焊接質(zhì)量做出相應(yīng)的評價。
文檔編號G06F17/30GK101556598SQ20091002748
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者正 孫, 張曉光, 敏 李, 躍 陳, 云 馬 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)