基于改進脊波變換的工業(yè)CT圖像裂紋檢測.pdf

1、疲勞失效是機械和結構零件常見的失效形式，約占機械事故的50％以上。因此疲勞破壞問題是機械可靠性研究的一個重點領域。而疲勞失效的主要原因是存在漏檢的宏觀缺陷(如裂紋)。計算機斷層成像技術(Computed Tomography,CT)是一種重要的無損檢測技術。CT技術能獲得物體斷層圖像和三維圖像，具有無損、直觀、準確的特點，獲得廣泛的應用。本文對工業(yè)CT圖像中工件的裂紋進行邊緣提取，為裂紋測量和自動識別打下基礎。
　　 小波分析自

2、上世紀80年代中期以來，在信號處理領域有了長足的發(fā)展，小波多分辨率分析的思想和方法在數值計算和信號處理等諸多領域得到了非常成功而廣泛的應用。在小波理論基礎上，E.J.Candès和D.L.Donoho在1998～1999年建立了一種特別適合于表示各向異性奇異性的多尺度方法——脊波變換。由于脊波本質上是通過對小波基函數添加一個表征方向的參數得到的。所以它不但和小波一樣有局部的時頻分析的能力，而且還具有很強的方向選擇和辨識的能力，可以非常有

3、效地表示信號中具有方向性的奇異特征。
　　 脊波變換通過投影(Radon變換)將線狀奇異性轉化為點狀奇異性，但是不能有效處理圖像中的曲線奇異性；單尺度脊波變換在脊波變換的基礎上，將圖像分成小塊分別進行處理，能夠有效處理圖像中的曲線奇異性，但分塊大小固定，不能自動適應曲線的曲率變化。對于工業(yè)CT圖像中含有的曲線狀裂紋，本文在單尺度脊波變換的基礎上，改進了一種自適應分塊脊波變換算法，并將其應用于實際工業(yè)CT圖像裂紋檢測中。實驗證明，

4、該方法能夠有效獲得準確、獨立的裂紋邊緣。與只對原始圖像進行脊波變換獲取裂紋區(qū)域相比較，本文中的方法能夠得到更接近的彎曲裂紋區(qū)域，不易受噪聲干擾。
　　 工件中的裂紋大部分是三維裂紋，三維裂紋實際上就是一個斷裂面。針對工件中的三維裂紋，論文中研究了一種三維裂紋檢測的方法，首先通過對三維圖像數據進行準三維脊波變換得到裂紋的方向并確定裂紋的大致范圍，然后根據得到的裂紋方向和范圍對二維切片中裂紋進行骨架和邊緣提取。實驗表明，該方法能夠有