磁粉检测裂纹图像特征提取方法研究及实现.pdf

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1、磁粉检测裂纹图像特征提取方法研究及实现2012初延亮硕士模式识别与智能系统肖宇峰副研究员ClassifiedIndex:TP242.6U.D.C:621.3SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisFluorescentMagneticParticleforCrackTestingResearchandImplementationonImageFeatureExtractionMethodGrade:2012Candidate:ChuYanliangAca

2、demicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:PatternRecognitionandIntelligentSystemSupervisor:AssociateResearcher.XiaoYufengApril17th,2015西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要荧光磁粉检测是检验铁磁性材料表面或近表面缺陷的一种常用方法，其优点是不破坏原材料的同时检测灵敏度高、速度快、工艺简单可靠。这一方法涉及到的裂纹图像检测是近几年兴起的极具研究性和实用性的课题。然而，目前的荧光磁粉检测系统主要采用人工或

3、半自动化方式，其工作效率有待进一步提高；一般的磁粉检测图像处理依赖于PC机上的软件实现，因便携性不足影响其在很多工作环境下的应用。本文研究了荧光磁粉裂纹图像特征提取方法，为实现全自动检测奠定了良好基础；开发了基于ARM的应用平台，为今后便携式产品开发建立基础。本文的荧光磁粉裂纹图像特征提取分为两个步骤：识别磁粉图像中的裂纹；计算裂纹位置和尺寸。首先，在裂纹识别过程中应用基于加权模板的图像平滑算法对磁粉图像进行滤波；基于分形思想，采用盒子维求解荧光磁粉裂纹图像分形维数，对选取正负样本计算分形维数并拟合出正负样本的分形维数特性曲线，根

4、据曲线选取了分形维数阈值，从而区分出工件有无裂纹。其次，在前述裂纹识别的基础之上计算裂纹位置和尺寸，采用基于区域分割的特征提取算法进一步处理裂纹工件图像；提取区域面积、区域周长、圆形度、矩形度、偏心率和长度六种几何特征；根据区域面积和长度特征筛选出包含真裂纹的区域，计算裂纹区域的位置信息和尺寸信息。在上述研究基础之上，本文开发了应用平台，并将荧光磁粉裂纹图像特征提取算法移植到嵌入式系统中。核心工作包括荧光磁粉裂纹图像采集模块实现和荧光磁粉裂纹图像特征提取模块实现。其中，荧光磁粉裂纹图像特征提取模块实现分形维数特征提取并筛选裂纹缺陷

5、工件，基于此基础上求取裂纹的位置和尺寸信息；实验表明，本文的特征提取算法能够稳定可靠运行在嵌入式平台之上，同时性能也满足实际的检测需求。关键词：荧光磁粉检测分形维数图像分割特征提取嵌入式西南科技大学硕士研究生学位论文第II页AbstractFluorescentmagneticparticletestingisacommonmethodusedforthesurfaceofmagneticmaterialsinironornearsurfacedefect.Ithassuchadvantagesasnotdamagingthera

6、wmaterial,highdetectionsensitivity,andfastspeed,simpleandreliableprocess.Themethodsinvolvethecrackimagetestingwhichisasubjectwithresearchandpracticalvaluesboominginrecentyears.However,thecurrentfluorescentmagneticparticletestingsystemismainlyinthemanualandsemi-automat

7、icform.Andit’sefficiencystillneedstobefurtherimproved;thegeneralmagneticparticletestingbyimagesdependsonthesoftwareonPC,thusitcannotbeoperatedduetoitspoorportability.Thispapershallresearchontheextractionmethodsoffluorescentmagneticparticlecrackimagefeaturestolayasolid

8、foundationofautomatictesting.italsodevelopsappliedplatformbasedonARMtomakeapreparationforthedevelopmentofportableproducts.Th