λ < 1，则判定该窗口为缺陷或者磁畴斑点的一部分，如图3的"2"号像素块，则令标记矩阵 Mark中的对应元素值Mark(i，j) = 1，否则判定该窗口为背景，如图3的" 1"号像素块，令 标记矩阵Mark中的对应元素值Mark(i，j) =0。图4是标记矩阵示例图。可见，标记矩阵 Mark是一个二值矩阵，使用该矩阵可以将磁光灰度图二值化。
[0041]S104:求取标记矩阵的连通域：
[0042] 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。其 具体方法为：先对Mark矩阵中的非零元素进行统计，采用4方向联通原则，使得上下左右都 是非零元素的集合认为是一个连通域，若与其他的非零元素群隔离，那另外的认为是另一 个连通域，这样对所有的非零连通域进行编号，记非零连通域的数量为K。图5是图4所示 标记矩阵的连通域示例图。如图5所示，该标记矩阵中存在4个连通域。
[0043] S105 :求取每个连通域大小：
[0044] 对步骤S104得到的每个连通域中的元素进行统计得到元素数量Qk，k= 1，2,…，K，Qk同时也表示第k个连通域中所包含的像素块数量。
[0045] S106 :设置缺陷大小阈值：
[0046] 由于缺陷尺寸大于磁畴，因此根据磁畴连通域的大小来设置缺陷大小阈值T2,T2 的确定方法可以根据实际需要来选择。例如可以根据磁畴连通域大小的经验值来设置，或 者用其他算法来获取。本实施例中采用从当前图像各连通域大小中搜索得到，其具体方法 为：
[0047] 由于缺陷尺寸大于磁畴，因此本发明认为缺陷所在连通域就应当在最大的几个连 通域中间。因此将K个连通域的元素数量Qk从小到大进行排序，记排序后第k个元素数量 为4'，依次计算^, = (9'14,+1-9'14,)/9'14,，其中1^=1，2，."，1(-1，一旦有1^> τ，τ表示预设的阈值，则将Q'k(即作为缺陷大小阈值T2，即令T2=Q，。如果所有nk< 均小于τ，那么说明该磁光图像中不存在缺陷，令T2=Q'κ。一般来说，为了更好地区分 缺陷和干扰，设置阈值τ多1，本实施例中设为1。
[0048] S107 :获取缺陷检测结果图像：
[0049] 遍历标记矩阵的每个连通域，如果对应的元素数量％<T2，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。
[0050] 为了更好地说明本发明的技术效果，采用一个具体的试件进行了实验验证。图6 是本实施例所用试件图片。如图6所示，本实施例中试件使用的是硅钢片，其中缺陷宽1_， 深0.2mm。图7是图6所示试件的磁光灰度图。磁光灰度图的大小为1325X1325。采用 15*15的窗口对磁光灰度图进行窗口化处理，设置阈值?\= 42,λ=0.6,遍历每个像素块， 获取得到标记矩阵。为了显示标记矩阵的处理效果，采用标记矩阵对磁光灰度图进行二值 化。图8是图7所示磁光灰度图窗口化后得到的二值图像。如图8所示，由于磁畴斑点的 存在，缺陷被埋没在图像当中。
[0051] 然后求取标记矩阵的连通域并编号。图9是标记矩阵连通域的三维图像。如图9 所示，标记矩阵中每个元素值的高度以其编号确定。然后搜索缺陷大小阈值，最后对非缺陷 区域进行回填，得到缺陷检测结果图。图10是缺陷检测结果图。为了更好地说明缺陷检测 结果的效果，根据缺陷检测结果来更新标记矩阵。也就是说，遍历标记矩阵的每个连通域， 如果对应的元素数量Qk<τ2，则将该连通域中所有元素值置为0,否则该连通域中所有元素 值置为1，记更新后的标记矩阵为Mark'。根据标记矩阵Mark'，对磁光图像灰度图进行 二值化，得到缺陷检测结果二值图像。图11是缺陷检测结果二值图像。如图10和图11所 示，缺陷信息被很好的提取出来了，磁畴斑点的影响被降到了最低程度。图12是原始磁光 灰度图和缺陷检测结果图的对比图。如图12所示，采用本发明可以基本排除磁畴的干扰， 得到较为准确的缺陷检测结果。
[0052] 此外，为了说明本发明的有益效果，采用六种常用的滤波增强方法进行缺陷检测 效果对比。图13是六种常用滤波增强方法的缺陷检测结果图。对比图12和图13可以看 出，六种常用滤波增强方法虽然能够从一定程度上减少磁畴的干扰，但是其效果远远低于 本发明。可见，相对于现有技术，本发明可以有效地排队磁畴干扰，更准确地提取缺陷图像。
[0053] 尽管上面对本发明说明性的【具体实施方式】进行了描述，以便于本技术领域的技术 人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于【具体实施方式】的范围，对本技术领域的普通技 术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些 变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
【主权项】
1. 一种基于磁光成像法的缺陷检测方法，其特征在于，包括W下步骤： 51 :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； 52 :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M=「W/ ，iv二「n/r1，「"I表示向上取 整； 53 :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)中像素值大于预设阔值 Tl的像素点个数D，如果D>A(MXN)，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) =O; 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; 55 :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; 56 :设置缺陷大小阔值Tz; 57 :遍历标记矩阵的每个连通域，如果对应的元素数量Qk<T2,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。2. 根据权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤S3中A的取值范围为 0. 5 <A< 1。3. 根据权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤S7中阔值T2的确定方 法为：将K个连通域的元素数量Qk从小到大进行排序，记排序后第k个元素数量为Q'k，依 次计算n'k,=他k, 4-Q'k, )/Q'k,，其中k' = 1，2,…，K-1，一旦有ru, >T，T表 示预设的阔值，令Tz=Q'k。如果所有HkJ匀小于T，令Tz=Q'K。4. 根据权利要求3所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述阔值T>1。
【专利摘要】本发明公开了一种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。本发明计算简便，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。
【IPC分类】G01N27/82
【公开号】CN105372324
【申请号】CN201510896552
【发明人】程玉华, 殷春, 田露露, 魏修岭, 王伟, 白利兵, 黄雪刚, 陈凯, 张 杰
【申请人】电子科技大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月7日