圖像自動識別技術(shù)在無損檢測中的應(yīng)用研究

王德生

摘 要 利用在焊縫自動跟蹤中的圖像自動識別的應(yīng)用作為例子，對該項(xiàng)技術(shù)的處理方法進(jìn)行的研究討論，整個過程是先從圖像當(dāng)中提取其特征，然后通過計算機(jī)自動識別和理解圖像的過程。針對圖像識別技術(shù)對于無損檢測行業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用展開了分析并且得出了結(jié)論。圖像自動識別技術(shù)可以有效的將無損檢測自動化以及智能化，從而有效降低相關(guān)人員的工作強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞 圖像識別；無損檢測；視覺傳感器

中圖分類號：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）07-0120-01圖像自動識別技術(shù)，就是對各種各樣不同模式的目標(biāo)或者對象，通過計算機(jī)來對其圖像作出分析和理解以及有效的處理。在現(xiàn)階段的無損檢測行業(yè)當(dāng)中，其主要是利用人工來對圖像進(jìn)行識別工作，并沒有讓無損檢測達(dá)到自動化的標(biāo)準(zhǔn)。

在使用超聲波自動檢測對焊縫進(jìn)行檢測時，經(jīng)常出現(xiàn)由焊縫的偏移而導(dǎo)致的超聲波探頭并沒有對準(zhǔn)焊縫進(jìn)行工作，從而接收不到能夠反映出焊縫質(zhì)量的回波信號，容易出現(xiàn)漏檢的情況。如果能夠自動跟蹤焊縫，通過計算機(jī)對焊縫的偏移距離作出自動識別并且向超聲波探頭的控制單元進(jìn)行反饋，將超聲波探頭所檢測的相關(guān)位置進(jìn)行調(diào)整，讓超聲波探頭可以收到有效的回波信號，從而有效的反映出焊縫質(zhì)量的具體情況。對焊縫所做的自動跟蹤這一檢測方法，能夠保證正確有效的進(jìn)行檢測，最大限度的減低漏檢的發(fā)生率。現(xiàn)階段有許多進(jìn)行焊縫跟蹤的方法，通常都是在焊接之前進(jìn)行的跟蹤，而且只能做到對焊縫的跟蹤的單一作用。在本文中使用了從正常的光源照明之下所產(chǎn)生的最直接的視覺圖像，并從中直接提取出焊縫的直線，然后通過圖像識別技術(shù)對焊縫進(jìn)行自動識別，從而達(dá)到對焊縫實(shí)施自動跟蹤的效果，這樣既可以將焊縫的偏移距離及時反饋，有能夠?qū)缚p進(jìn)行外觀上的檢測以及判斷，當(dāng)焊縫表面有異常情況時能夠輸出異常信號，這種手段能夠有效的補(bǔ)充對焊縫質(zhì)量進(jìn)行的無損檢測。

1 關(guān)于圖像自動識別技術(shù)

圖像自動識別技術(shù)，是在有效的結(jié)合了圖像處理技術(shù)和計算機(jī)模式的識別技術(shù)以及視覺技術(shù)，再通過對圖像進(jìn)行分析、處理以及理解，從而對相關(guān)圖像進(jìn)行智能化的處理。在圖像識別的過程中，通常是先通過檢查以及分離出圖像中所顯示的物體，準(zhǔn)確的對物體中各部分的紋理特征以及形狀提取出來，也就是對原始圖像的特征進(jìn)行提取。常常在特征提取的過程當(dāng)中也會包括對圖像進(jìn)行的處理。然后通過圖像樣本模式與所提取的特征作比較，運(yùn)用模式識別理論所提供的這一項(xiàng)技術(shù)對圖像進(jìn)行分類，針對其結(jié)構(gòu)對整個圖像進(jìn)行分析。

1）圖像處理。圖像處理一般包括圖像編碼、壓縮、增強(qiáng)、分割以及復(fù)原等主要內(nèi)容。圖像分割，就是從圖像的背景當(dāng)中將各個對應(yīng)的物體分割出來。在圖像處理各個環(huán)節(jié)當(dāng)中，無論是輸出還是輸入其相對應(yīng)的都是圖像。

2）特征抽取。特征抽取階段，也就是對物體多進(jìn)行的度量階段。度量，指的是某一個物體當(dāng)中某一個可度量的性質(zhì)的度量值；特征，即多個或者一個度量的函數(shù)。計算特征是針對于物體在某一方面所對應(yīng)的重要特征而做出的度量估計。在進(jìn)行特征抽取的過程當(dāng)中，每產(chǎn)生一組特征按照一些相應(yīng)的規(guī)章進(jìn)行組合，這就是特征向量的形成方式。圖像信息在一定數(shù)量的減少對于后期的分類決策起到了重要作用。

3）圖像的識別分類。在圖像的識別分類中，圖像的輸出就是決策，就是將每一個物體所應(yīng)該歸屬的類別進(jìn)行確定。在圖像識別這一環(huán)節(jié)當(dāng)中，輸入的一般都是處理過的圖像，而輸出的是對圖像的結(jié)構(gòu)分析以及類別的劃分。

2 關(guān)于圖像自動識別技術(shù)在焊縫自動檢測當(dāng)中的應(yīng)用

在使用超聲波自動檢測對焊縫進(jìn)行檢測時，有時會出現(xiàn)由焊縫的偏移而導(dǎo)致的超聲波探頭并沒有對準(zhǔn)焊縫，從而接收不到能夠反映出焊縫質(zhì)量的回波信號，容易出現(xiàn)漏檢的情況。如果能夠自動跟蹤焊縫，通過計算機(jī)對焊縫的偏移距離作出自動識別并且向超聲波探頭的控制單元進(jìn)行反饋，將超聲波探頭所檢測的相關(guān)位置進(jìn)行調(diào)整，讓超聲波探頭可以收到有效的回波信號，從而有效的反映出焊縫質(zhì)量的具體情況。該過程如圖1所示。

圖1 焊縫自動識別跟蹤過程示意圖

3 關(guān)于圖像自動識別技術(shù)在無損檢測行業(yè)的其他應(yīng)用及發(fā)展

現(xiàn)階段，圖像自動識別技術(shù)在對于無損檢測行業(yè)的相關(guān)應(yīng)用等方面還處在初期的發(fā)展階段。早在1997年的美國，內(nèi)梅隆大學(xué)Gunatilake P等對遠(yuǎn)程視覺檢測系統(tǒng)做出了初步的設(shè)計，針對飛機(jī)表面的腐蝕狀況以及表面的裂紋進(jìn)行檢測。而在1999年的加拿大，滑鐵盧大學(xué)Paul W.Fieguth等，利用閉路電視所截取到的圖像，針對地下管道的表面所產(chǎn)生的裂紋進(jìn)行了檢測，為能夠及時對其進(jìn)行維修提供了有效的依據(jù)。

有關(guān)于鋼管內(nèi)壁質(zhì)量所采用的無損檢測方法通常是使用視頻渦流檢測法，就是使用渦流穿過式探頭并且進(jìn)入管子的內(nèi)部的檢測方法。在渦流穿過式探頭的同時與視覺傳感器有效的結(jié)合，在進(jìn)入鋼管內(nèi)壁獲取詳細(xì)的狀況。而視覺傳感器做起到的作用就是堅實(shí)管子內(nèi)部出現(xiàn)的狀況，其堅實(shí)的過程一般有工作人員來完成。然后進(jìn)行圖像自動識別的步驟，通過計算的自動判斷來確定鋼管內(nèi)壁是否存在異常，這一步驟不需要依賴于工作人員的進(jìn)行，可以盡量的杜絕因?yàn)楣ぷ魅藛T用眼疲勞而導(dǎo)致的漏檢，從而更加可靠的對鋼管內(nèi)壁的狀況進(jìn)行全面的分析，有效的對鋼管內(nèi)壁進(jìn)行檢測。

從實(shí)例中發(fā)現(xiàn)，圖像自動識別技術(shù)能夠應(yīng)用于無損檢測行業(yè)的各個方面還存在著很多的不足，其應(yīng)用前景還需要我們進(jìn)一步的挖掘以及提高，在無損檢測行業(yè)當(dāng)中自動化以及智能化的發(fā)展有著極為重要的作用。

4 結(jié)論

在我們對有關(guān)焊縫偏移以及圖像自動識別技術(shù)的有關(guān)應(yīng)用的研究分析中確定認(rèn)，圖像自動識別技術(shù)能夠有效的達(dá)到焊縫自動識別的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及作用，有效提高其自動化與智能化的相應(yīng)水平。在關(guān)于圖像自動識別技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用分析能夠確認(rèn)，該技術(shù)的合理應(yīng)用能夠有效的降低依賴工作人員相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)行檢測的可能，還能夠減低人眼疲勞導(dǎo)致的漏檢現(xiàn)象。雖然該項(xiàng)技術(shù)在現(xiàn)階段無損檢測行業(yè)的應(yīng)用還不夠廣泛，但是其應(yīng)用與發(fā)展的前景卻是巨大。

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