基于C-V模型的工業(yè)CT三維圖像曲面面積與內(nèi)腔體積測量算法研究.pdf

1、隨著科學技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，很多領(lǐng)域都提出了對產(chǎn)品性能、內(nèi)外形狀等方面的更高要求，致使各種復雜曲面越多地應用于工業(yè)產(chǎn)品中。而對曲面的測量是曲面的精度檢驗和逆向工程（Reverse Engineering，RE）的基礎(chǔ)，要實現(xiàn)曲面的模型建造、形狀改進、性能評價和逆向制造，必須獲得曲面的三維參數(shù)信息。因此，對曲面測量方法的研究具有重要的價值。
　　曲面測量方法根據(jù)測量方式的不同分為接觸式測量與非接觸式測量兩大類。接觸式測量方法測

2、量精度高，通用性強。不足之處是計算量大,且成本高、易受到被測物材質(zhì)的影響。非接觸式測量方法可以測量一些不可接觸的物體，如輻射體、高溫物體等，采集速度較快，但專業(yè)知識要求較高，較之于接觸式測量精度不夠高。但工件內(nèi)部結(jié)構(gòu)特別是封閉內(nèi)腔的測量用傳統(tǒng)測量方法難于實現(xiàn)。而工業(yè)CT（Industrial Computed Tomography，ICT）技術(shù)是通過射線源從多個角度發(fā)射射線對被測物體進行檢測，用探測器把經(jīng)過被測物射線衰減后的信息采集下來

3、，使用計算機采用圖像重建算法重建檢測部位得到一系列有序的切片圖像?？蔁o損地檢測工件外部和內(nèi)部的結(jié)構(gòu)尺寸，特別適合于工件封閉內(nèi)腔的測量分析。
　　傳統(tǒng)的圖像測量方法是先對圖像去噪再分割圖像測量，而本文針對工件內(nèi)部封閉內(nèi)腔的測量，研究了基于C-V模型的工業(yè)CT三維圖像曲面面積與內(nèi)腔體積測量的算法。完成的主要研究內(nèi)容如下：
　　首先分析了圖像分割算法，因為對工業(yè)CT圖像進行測量，分割精度將直接影響到測量的精度，所以圖像分割是三維測

4、量的關(guān)鍵步驟。而C-V幾何主動輪廓模型是基于偏微分方程的圖像分割模型，該模型分割圖像可以得到全局最優(yōu)的、連續(xù)邊緣的分割結(jié)果，具有較強的抗噪性，是目前比較有效的圖像分割方法。因此采用C-V模型對工業(yè)CT斷層圖像序列切片進行分割，提取出待測量目標區(qū)，然后用輪廓跟蹤算法跟蹤工件各層目標區(qū)的輪廓點，以鏈碼形式存儲；其次求取曲面上各層輪廓點的形心，再計算曲面上輪廓點到形心的距離并用高斯卷積進行輪廓濾波，目的是為了去除邊緣毛刺對測量的影響；最后在每