一種基于焊縫的圖像識(shí)別方法和圖像識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及焊縫超聲無損探傷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于焊縫的圖像識(shí)別方法 和圖像識(shí)別系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在對焊縫進(jìn)行超聲無損探傷的過程中，需要使用攝像頭采集包含焊縫區(qū)域和母材 區(qū)域的圖像，且基于該圖像找到并確定焊縫的位置。不過由于室外大型鋼管表面焊縫的銹 蝕程度不一和光強(qiáng)度不穩(wěn)定的影響，一般情況下，攝像頭無法輕易地識(shí)別出焊縫并準(zhǔn)確地 計(jì)算出焊縫的位置，這對焊縫檢驗(yàn)的準(zhǔn)確度造成了很大的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提出一種基于焊縫的圖像識(shí)別方法和圖像識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了焊 縫識(shí)別的自動(dòng)化，并能夠準(zhǔn)確地計(jì)算出焊縫的位置，大大提高了焊縫檢驗(yàn)的準(zhǔn)確度。
[0004] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0005] 第一方面，提供一種基于焊縫的圖像識(shí)別方法，包括：
[0006] 每間隔預(yù)設(shè)周期，獲得由圖像采集裝置采集的采集圖像，其中，所述采集圖像包括 焊縫圖像和母材圖像；
[0007]對第一張所述采集圖像區(qū)分焊縫圖像區(qū)域和母材圖像區(qū)域;在所述焊縫圖像區(qū)域 截取N個(gè)m像素*n像素的焊縫子圖像，使用直接灰度統(tǒng)計(jì)法和生成灰度共生矩陣二次統(tǒng)計(jì)法 計(jì)算所述焊縫子圖像的焊縫特征值;在所述母材圖像區(qū)域截取N個(gè)m像素*n像素的母材子圖 像，使用直接灰度統(tǒng)計(jì)法和生成灰度共生矩陣二次統(tǒng)計(jì)法計(jì)算所述母材子圖像的母材特征 值；
[0008] 針對后續(xù)的每一張所述采集圖像，將其所有的像素分割成若干個(gè)m像素*n像素的 子圖像，使用直接灰度統(tǒng)計(jì)法和生成灰度共生矩陣二次統(tǒng)計(jì)法計(jì)算所述子圖像的子特征 值；
[0009] 按照預(yù)設(shè)規(guī)則，將所述子特征值分別與所述焊縫特征值和母材特征值進(jìn)行比較， 以便區(qū)分出所述采集圖像的焊縫圖像區(qū)域和母材圖像區(qū)域。
[0010]其中，所述獲得由圖像采集裝置采集的采集圖像，包括：
[0011] 當(dāng)外界的光強(qiáng)度大于等于預(yù)設(shè)第一閾值，則關(guān)閉所述圖像采集裝置的光源，并獲 得由圖像采集裝置采集的采集圖像；
[0012] 當(dāng)外界的光強(qiáng)度小于預(yù)設(shè)第一閾值，則啟動(dòng)所述圖像采集裝置的光源，并獲得由 圖像采集裝置采集的采集圖像。
[0013] 其中，所述對第一張所述采集圖像區(qū)分焊縫圖像區(qū)域和母材圖像區(qū)域，包括：
[0014] 檢測到用于區(qū)分所述采集圖像的焊縫圖像區(qū)域和母材圖像區(qū)域的區(qū)分軌跡線，根 據(jù)所述區(qū)分軌跡線將第一張所述采集圖像區(qū)分成焊縫圖像區(qū)域和母材圖像區(qū)域。
[0015] 其中，所述將其所有的像素分割成若干個(gè)m像素*n像素的子圖像，包括：
[0016] 將所述采集圖像的所有的像素按照從上到下和從左往右的順序，分割成若干個(gè)m 像素*n像素的子圖像。
[0017] 其中，所述按照預(yù)設(shè)規(guī)則，將所述子特征值分別與所述焊縫特征值和母材特征值 進(jìn)行比較，以便區(qū)分出所述采集圖像的焊縫圖像區(qū)域和母材圖像區(qū)域，包括：
[0018] 獲得所述焊縫特征值與所述母材特征值中差異最大的一項(xiàng)特征值，作為對比特征 值；
[0019] 將所述子特征值與所述對比特征值進(jìn)行比較，按照二值化方法，根據(jù)比較結(jié)果區(qū) 分出所述采集圖像的焊縫圖像區(qū)域和母材圖像區(qū)域。
[0020] 其中，所述焊縫特征值，包括使用直接灰度統(tǒng)計(jì)法計(jì)算出的所述焊縫子圖像的第 一焊縫特征值，和使用生成灰度共生矩陣二次統(tǒng)計(jì)法計(jì)算出的所述焊縫子圖像的第二焊縫 特征值;所述第一焊縫特征值包括均值、標(biāo)準(zhǔn)差、一致性和第一熵，所述第二焊縫特征值包 括能量、第二熵、對比度和相關(guān)性；
[0021] 所述母材特征值，包括使用直接灰度統(tǒng)計(jì)法計(jì)算出的所述母材子圖像的第一母材 特征值，和使用生成灰度共生矩陣二次統(tǒng)計(jì)法計(jì)算出的所述母材子圖像的第二母材特征 值;所述第一母材特征值包括均值、標(biāo)準(zhǔn)差、一致性和第一熵，所述第二母材特征值包括能 量、第二熵、對比度和相關(guān)性。
[0022] 其中，所述按照預(yù)設(shè)規(guī)則，將所述子特征值分別與所述焊縫特征值和母材特征值 進(jìn)行比較，以便區(qū)分出所述采集圖像的焊縫圖像區(qū)域和母材圖像區(qū)域，包括：
[0023] 獲得所述第一焊縫特征值和第一母材特征值中差異最大的一項(xiàng)特征值作為第一 特征值，獲得所述第二焊縫特征值和第二母材特征值中差異最大的一項(xiàng)特征值作為第二特 征值；
[0024] 獲得子圖像Sij的子特征值Sij(〇，e);其中，所述〇為使用直接灰度統(tǒng)計(jì)法計(jì)算出 的所述子圖像Sij的對應(yīng)所述第一特征值的子特征值，所述e為使用生成灰度共生矩陣二次 統(tǒng)計(jì)法計(jì)算出的所述子圖像Sij的對應(yīng)所述第二特征值的子特征值，所述i為對應(yīng)的子圖像 Sij在從左往右方向的序號(hào)，所述j為對應(yīng)的子圖像Sij在從上到下方向的序號(hào)；
[0025] 以所述第一特征值作為橫坐標(biāo)，第二特征值作為縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)系，在所述坐標(biāo) 系內(nèi)，標(biāo)定N個(gè)所述焊縫子圖像的第一位置和N個(gè)所述母材子圖像的第二位置，并標(biāo)定每一 個(gè)所述子圖像Sij的第三位置；
[0026]獲得所述第三位置到每一個(gè)所述第一位置的第一距離總和，和所述第三位置到每 一個(gè)所述第二位置的第二距離總和；
[0027]所述預(yù)設(shè)規(guī)則，包括：
[0028]當(dāng)所述第一距離總和小于所述第二距離總和，則判斷所述子圖像Sij位于焊縫圖 像區(qū)域；
[0029]當(dāng)所述第一距離總和大于等于所述第二距離總和，則判斷所述子圖像Sij位于母 材圖像區(qū)域。
[0030] 其中，所述預(yù)設(shè)規(guī)則，還包括：
[0031] 當(dāng)所述第一距離總和小于所述第二距離總和，則設(shè)定所述子圖像Sij的灰度值為 1；
[0032] 當(dāng)所述第一距離總和大于等于所述第二距離總和，則設(shè)定所述子圖像Sij的灰度 值為0。
[0033]第二方面，提供一種基于焊縫的圖像識(shí)別系統(tǒng)，包括以下單元：
[0034]獲得圖像單元，用于每間隔預(yù)設(shè)周期，獲得由圖像采集裝置采集的采集圖像，其 中，所述采集圖像包括焊縫圖像和母材圖像；
[0035]特征基準(zhǔn)單元，用于對第一張所述采集圖像區(qū)分焊縫圖像區(qū)域和母材圖像區(qū)域； 在所述焊縫圖像區(qū)域截取N個(gè)m像素*n像素的焊縫子圖像，使用直接灰度統(tǒng)計(jì)法和生成灰度 共生矩陣二次統(tǒng)計(jì)法計(jì)算所述焊縫子圖像的焊縫特征值;在所述母材圖像區(qū)域截取N個(gè)m像 素像素的母材子圖像，使用直接灰度統(tǒng)計(jì)法和生成灰度共生矩陣二次統(tǒng)計(jì)法計(jì)算所述母 材子圖像的母材特征值；
[0036]特征比較單元，用于針對后續(xù)的每一張所述采集圖像，將其所有的像素分割成若 干個(gè)m像素*n像素的子圖像，使用直接灰度統(tǒng)計(jì)法和生成灰度共生矩陣二次統(tǒng)計(jì)法計(jì)算所 述子圖像的子特征值；
[0037]區(qū)域區(qū)分單元，用于按照預(yù)設(shè)規(guī)則，將所述子特征值分別與所述焊縫特征值和母 材特征值進(jìn)行比較，以便區(qū)分出所述采集圖像的焊縫圖像區(qū)域和母材圖像區(qū)域。
[0038]其中，所述獲得由圖像采集裝置采集的采集圖像，包括：
[0039]當(dāng)外界的光強(qiáng)度大于等于預(yù)設(shè)第一閾值，則關(guān)閉所述圖像采集裝置的光源，并獲 得由圖像采集裝置采集的采集圖像；
[0040]當(dāng)外界的光強(qiáng)度小于預(yù)設(shè)第一閾值，則啟動(dòng)所述圖像采集裝置的光源，并獲得由 圖像采集裝置采集的采集圖像。
[0041]其中，所述對第一張所述采集圖像區(qū)分焊縫圖像區(qū)域和母材圖像區(qū)域，包括：
[0042]檢測到用于區(qū)分所述采集圖像的焊縫圖像區(qū)域和母材圖像區(qū)域的區(qū)分軌跡線，根 據(jù)所述區(qū)分軌跡線將第一張所述采集圖像區(qū)分成焊縫圖像區(qū)域和母材圖像區(qū)域。
[0043]其中，所述將其所有的像素分割成若干個(gè)m像素*n像素的子圖像，包括：
[0044]將所述采集圖像的所有的像素按照從上到下和從左往右的順序，分割成若干個(gè)m 像素*n像素的子圖像。
[0045]其中，所述區(qū)域區(qū)分單元，具體用于：
[0046]獲得所述焊縫特征值與所述母材特征值中差異最大的一項(xiàng)特征值，作為對比特征 值；
[0047]將所述子特征值與所述對比特征值進(jìn)行比較，按照二值化方法，根據(jù)比較結(jié)果區(qū) 分出所述采集圖像的焊縫圖像區(qū)域和母材圖像區(qū)域。
[0048]其中，所述焊縫特征值，包括使用直接灰度統(tǒng)計(jì)法計(jì)算出的所述焊縫子圖像的第 一焊縫特征值，和使用生成灰度共生矩陣二次統(tǒng)計(jì)法計(jì)算出的所述焊縫子圖像的第二焊縫 特征值;所述第一焊縫特征值包括均值、標(biāo)準(zhǔn)差、一致性和第一熵，所述第二焊縫特征值包 括能量、第二熵、對比度和相關(guān)性；
[0049]所述母材特征值，包括使用直接灰度統(tǒng)計(jì)法計(jì)算出的所述母材子圖像的第一母材 特征值，和使用生成灰度共生矩陣二次統(tǒng)計(jì)法計(jì)算出的所述母材子圖像的第二母材特征 值;所述第一母材特征值包括均值、標(biāo)準(zhǔn)差、一致性和第一熵，所述第二母材特征值包括能 量、第二