基于磁光成像法的缺陷检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于磁光成像无损缺陷检测技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于磁光 成像法的缺陷检测方法。
【背景技术】
[0002] 磁光成像技术是在现阶段无损检测中正在急速发展的一种检测技术，其主要的特 点是检测速度快、可视化强和精度极高。磁光成像方法的主要研究方法有两个：第一为硬件 研究，即对硬件平台的优化与开发，使得选择后的偏振器，光源、光路、以及磁光传感器可以 让成像效果更好；第二为软件中的图像处理方法研究，即主要从传感器中拍摄到的图像中 获取缺陷信息，让缺陷的识别能力更强，更突出，必要时可以测得缺陷的位置及尺寸信息。
[0003] 目前，硬件研究已有相当的文献可以追溯。如研究光源的，其波长等特性对传感器 的敏感程度。还有就是光路的研究，光线的入射角不同，对成像的清晰程度有不同程度的影 响。然而对于图像的处理，目前还未得出一致的方法。其主要难点有：首先磁光的成像是根 据缺陷对磁路的影响，使得导体里的磁场方向发生改变，有向上的分量，导致光波偏振角发 生旋转，使得CCD(Charge-coupledDevice，电荷親合元件）光感器件感光强度发生改变， 从而使得缺陷显现。但是，金属本身的磁畴也会有同样的效果，但是它并不是缺陷，这样就 无法识别正真的缺陷，降低方法的识别率；其次，目前虽有文献对磁畴有了相关研究，但是 对如何在磁光图中提取缺陷信息，并不多见。
[0004] 目前对磁光图像处理的方法有滤波和模式识别等，滤波主要是在像素级别上的， 由于磁光图像的特殊性一一磁畴大小不一，形状不定，使得这些方法都不能很好对缺陷进 行检测和可视化，特别是对不规则的缺陷，并不能很好的检测或识别出来。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于磁光成像法的缺陷检测方 法，有效滤除磁畴斑点，从磁光图像中准确地提取得到缺陷信息，定位缺陷位置。
[0006] 为实现上述发明目的，本发明基于磁光成像法的缺陷检测方法包括以下步骤：
[0007] S1 :采用磁光成像装置获取试件的磁光图像，进行灰度化处理得到磁光灰度图；
[0008] S2 :记磁光灰度图的大小为mXn，按照预设的窗口边长W对磁光灰度图进行窗口 化处理，将磁光灰度图划分为1\~个像素块，其中_?二「《:/1^，況=「》/炉1，「1表示 向上取整；
[0009] S3 :构建一个MXN的标记矩阵Mark，然后遍历每个像素块（i,j)，i= 1，2,…，M， j= 1，2,…，N，对像素块（i，j)中的像素值进行统计，统计像素块（i，j)中像素值大于预设 阈值?\的像素点个数D，如果D>λ(ΜΧΝ)，λ表示比例常数，令标记矩阵Mark中对应元 素值Mark(i,j) = 1，否则令标记矩阵Mark中对应元素值Mark(i,j) = 0 ;
[0010] S4 :对标记矩阵Mark进行连通性运算，求得标记矩阵中非零元素的连通域并编 号，记非零连通域的数量为K;
[0011] S5 :对每个连通域中的元素进行统计得到元素数量Qk，k= 1，2,···，K;
[0012] S6 :设置缺陷大小阈值Τ2;
[0013] S7 :遍历标记矩阵的每个连通域，如果对应的元素数量Qk<Τ2，则在磁光灰度图中 将该连通域中所有元素对应的像素块用磁光灰度图的全局灰度均值进行回填，否则不作任 何操作，回填后的磁光灰度图即为缺陷检测结果图像。
[0014] 本发明基于磁光成像法的缺陷检测方法，得到试件的磁光灰度图像，对磁光灰度 图像进行窗口化，然后构建标记矩阵，遍历窗口化得到的每个像素块，根据像素块中像素值 大于预设阈值的像素点数量，设置得到标记矩阵中的元素值，然后求得标记矩阵的连通域， 遍历每个连通域，如果元素数量小于缺陷大小阈值，则作为缺陷，在磁光灰度图中将该连通 域中所有元素对应的像素块用磁光灰度图的全局灰度均值进行回填，否则不作任何操作， 从而得到缺陷检测结果图像。
[0015] 本发明计算简便，实验证明本发明对磁畴斑点具有良好的滤除效果，从而消除磁 畴的干扰，提取出清晰的缺陷信息。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明基于磁光成像法的缺陷检测方法的【具体实施方式】流程图；
[0017] 图2是磁光成像原理图；
[0018] 图3是磁光灰度图窗口化示例图；
[0019] 图4是标记矩阵示例图；
[0020] 图5是图4所示标记矩阵的连通域示例图；
[0021] 图6是本实施例所用试件图片；
[0022] 图7是图6所示试件的磁光灰度图；
[0023] 图8是图7所示磁光灰度图窗口化后得到的二值图像；
[0024] 图9是标记矩阵连通域的三维图像；
[0025] 图10是缺陷检测结果图；
[0026] 图11是缺陷检测结果二值图像；
[0027] 图12是原始磁光灰度图和缺陷检测结果图的对比图；
[0028] 图13是六种常用滤波增强方法的缺陷检测结果图。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行描述，以便本领域的技术人员更好地 理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许 会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
[0030] 实施例
[0031] 为了更好地说明本发明的技术方案，首先对本发明的理论基础进行简单说明。分 析磁光图像可知，一般磁畴的尺寸会比缺陷小，另外缺陷的形成一般是成片或成条状的，基 本上是一个整体（在局部）。这样在一副磁光成像检测的图像中，可以看到缺陷应该是大面 积联通存在，而磁畴是分散性存在。基于以上分析就可以提出相应的图像处理方式提取出 缺陷信息。
[0032] 图1是本发明基于磁光成像法的缺陷检测方法的【具体实施方式】流程图。如图1所 示，本发明基于磁光成像法的缺陷检测方法包括以下步骤：
[0033] S101 :获取磁光灰度图：
[0034] 采用磁光成像装置获取试件的磁光图像，进行灰度化处理得到磁光灰度图。
[0035] 图2是磁光成像原理图。如图2所示，磁光成像首先使用磁场在导体中激励出强 磁场，将功率激光经过偏振器后形成偏振光照射在试件上。试件上的作用区域光路上有磁 光薄膜，将作用后的光线反射到检偏器端，后由CCD感光器件接受成像。由于本发明处理的 对象是磁光图像的灰度图，因此要对磁光图像进行灰度化。
[0036] S102 :磁光灰度图窗口化：
[0037] 记磁光灰度图的大小为mXn，按照预设的窗口边长W对磁光灰度图进行窗口化处 理，将磁光灰度图划分为MXN个像素块，其中表示向上 取整。也就是说，当磁光灰度图的长m和宽η刚好都是W的整数倍时，生成的像素块阵列中 各个像素块尺寸一致，即都为WXW，否则在磁光图像边缘处的像素块大小会不一致。图3是 磁光灰度图窗口化示例图。如图3所示，假定磁光灰度图大小为1325X1325,以边长为40 的窗口从左往右、从上往下进彳丁窗口化，最后一彳丁像素块的尚为5,最后一列像素块的宽为 5〇
[0038] 就窗口边长W而言，其值越小，处理精度越高，缺陷检测的结果也就更加精确，但 是相应地算法复杂度也更高，计算时间更长。因此在实际应用中，可以根据实际需要来设置 W的大小。
[0039] S103 :获取标记矩阵：
[0040]构建一个ΜΧΝ的标记矩阵Mark，然后遍历每个像素块（i,j)，i= 1，2,…，M，j= 1，2, -·，Ν，对像素块（i，j)中的像素值进行统计，统计像素块（i，j)中像素值大于预设阈值 ?\的像素点个数D，如果D>λ(ΜΧΝ)，λ为比例常数，一般设置其取值范围为〇. 5<