图像处理及缺陷检测方法、装置、设备及计算机存储介质与流程

本发明涉及碳纤维复合芯导线射线图像处理和缺陷检测，特别是涉及图像处理及缺陷检测方法、装置、设备及计算机存储介质。

背景技术：

碳纤维复合芯导线具有弧垂小、载流量大、重量轻等优点，在线路增容改造时可充分利用原有杆塔，即能大幅提升线路输送容量，是目前应对通道资源紧张、负荷快速增长的便利手段之一。但应用中也发现，碳纤维复合芯导线，尤其是导线的碳纤维复合芯，在产品生产、安装架线等过程中极易产生损伤，如果不能及时发现这些损伤并进行处理，必然危及输电线路的运行安全。

射线检测技术作为一种通用的用于发现设备或材料内部缺陷的检测技术，当应用于碳纤维复合芯导线损伤的检测时，受外层铝股之间的间隙的影响，获得的射线图片中，内部复合芯棒损伤缺陷的影像往往被众多的铝股之间间隙影像所遮挡或干扰，导致缺陷影像不易被识别，甚至造成漏检。

目前关于提高碳纤维导线射线检测缺陷识别精度的方法的报道较少，公开号cn104316545a的专利公开了一种提高碳纤维导线无损检测准确度的方法，在芯棒生产过程中选用高强树脂配合特殊显影剂来增加成像效果，然后进行x射线无损检测。该方法能够在一定程度上增强芯棒的显影效果，但是并没有完全排除铝股影像的干扰，同时增加了碳纤维复合芯棒的生产成本，并且不适用于已有线路的无损检测。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是提供一种图像处理及缺陷检测方法、装置、设备及计算机存储介质，能够解决现有技术中存在的“需要显影剂”的技术问题。

技术方案：本发明所述的图像处理方法，包括以下步骤：

s1：对于所有型号的碳纤维复合芯导线，均建立碳纤维复合芯导线中各层铝股的射线图像库；

s2：采用x射线机拍摄待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像；

s3：将待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像与射线图像库中同型号碳纤维复合芯导线的各层铝股的射线图像进行相减处理，获得仅包含碳纤维芯棒的射线图像。

进一步，所述步骤s1具体包括以下步骤：

s11：选择一种型号的碳纤维复合芯导线，截取碳纤维复合芯导线中长度大于碳纤维复合芯导线最外层铝股节距的导线段，将导线段内部的碳纤维芯棒抽取出来；

s12：判断导线段的铝股层数是否大于1：如果是，进行步骤s13；否则，拍摄导线段的射线图像，然后进行步骤s14；

s13：拍摄导线段的射线图像，然后剥去当前的最外层铝股，再回到步骤s12；

s14：令i＝2；

s15：将包含i层铝股的射线图像与包含i-1层铝股的射线图像相减，获得仅包含第i层铝股的射线图像，然后截取仅包含第i层铝股的射线图像中第i层铝股节距长度的射线图像片段；

s16：判断i是否等于n，n为步骤s11得到的导线段的铝股的总层数：如果是，则进行步骤s17；否则，令i＝i+1，然后返回步骤s15；

s17：用所有得到的射线图像片段建立射线图像库。

进一步，所述步骤s3具体包括以下步骤：

s31：在射线图像库中选取与待检测的碳纤维复合芯导线同型号的碳纤维复合芯导线的各层铝股的射线图像，对各层铝股的射线图像进行处理，使得各层铝股的射线图像长度均大于待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像长度；

s32：对于每层铝股的射线图像均执行此操作：将该层铝股的射线图像作为基准图像，平移待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像，并持续将待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像与基准图像做差。

进一步，所述步骤s31中，对各层铝股的射线图像进行处理的过程为：判断各层铝股的射线图像长度是否不小于待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像长度：如果是，则不进行处理；否则，将长度小于待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像长度的相应层铝股的射线图像进行复制和拼接，使得拼接后的相应层铝股的射线图像长度不小于待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像长度。

本发明所述的缺陷检测方法，包括所述的图像处理方法，以及缺陷检测步骤；缺陷检测步骤为：观察仅包含碳纤维芯棒的射线图像，判断是否有缺陷以及缺陷的位置。

本发明所述的图像处理装置，包括：

射线图像库建立模块：用于对于所有型号的碳纤维复合芯导线，均建立碳纤维复合芯导线中各层铝股的射线图像库；

射线图像拍摄模块：用于采用x射线机拍摄待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像；

相减处理模块：用于将待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像与射线图像库中同型号碳纤维复合芯导线的各层铝股的射线图像进行相减处理，获得仅包含碳纤维芯棒的射线图像。

本发明所述的计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的图像处理方法的步骤。

本发明所述的缺陷检测设备，包括所述的图像处理装置，以及缺陷检测装置；缺陷检测装置用于观察仅包含碳纤维芯棒的射线图像，判断是否有缺陷以及缺陷的位置。

本发明所述的计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的缺陷检测方法的步骤。

有益效果：本发明公开了一种图像处理方法、装置及计算机存储介质，通过建立碳纤维复合芯导线中各层铝股的射线图像库，将待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像与射线图像库中同型号碳纤维复合芯导线的各层铝股的射线图像进行相减处理，能够获得仅包含碳纤维芯棒的射线图像，不需要使用显影剂将能够有效排除导线铝股间隙等形成的干扰。本发明还公开了缺陷检测方法、设备及计算机存储介质，利用仅包含碳纤维芯棒的射线图像进行缺陷检测，能够突出显示碳纤维复合芯导线的缺陷，从而能够快速准确地实现缺陷的识别和定位，提高射线探伤的可靠性。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中方法的流程图；

图2(a)为射线图像库中同型号碳纤维复合芯导线的第二层铝股的射线图像；

图2(b)为射线图像库中同型号碳纤维复合芯导线的第一层铝股的射线图像；

图2(c)为待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像；

图2(d)为待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像减去第二层铝股的射线图像之后的射线图像；

图2(e)为待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像减去第二层铝股的射线图像和第一层铝股的射线图像之后的射线图像。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图，对本发明的技术方案做进一步的介绍。

本具体实施方式公开了一种图像处理方法，如图1所示，包括以下步骤：

s1：对于所有型号的碳纤维复合芯导线，均建立碳纤维复合芯导线中各层铝股的射线图像库；

s2：采用x射线机拍摄待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像，如图2(c)所示；

s3：将待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像与射线图像库中同型号碳纤维复合芯导线的各层铝股的射线图像进行相减处理，获得仅包含碳纤维芯棒的射线图像。

步骤s1具体包括以下步骤：

s11：选择一种型号的碳纤维复合芯导线，截取碳纤维复合芯导线中长度大于碳纤维复合芯导线最外层铝股节距的导线段，将导线段内部的碳纤维芯棒抽取出来；所谓“节距”是指一层铝股旋转360°后该层铝股沿其轴向运动的距离；

s12：判断导线段的铝股层数是否大于1：如果是，进行步骤s13；否则，拍摄导线段的射线图像，然后进行步骤s14；

s13：拍摄导线段的射线图像，然后剥去当前的最外层铝股，再回到步骤s12；

s14：令i＝2；

s15：将包含i层铝股的射线图像与包含i-1层铝股的射线图像相减，获得仅包含第i层铝股的射线图像，然后截取仅包含第i层铝股的射线图像中第i层铝股节距长度的射线图像片段；

s16：判断i是否等于n，n为步骤s11得到的导线段的铝股的总层数：如果是，则进行步骤s17；否则，令i＝i+1，然后返回步骤s15；

s17：用所有得到的射线图像片段建立射线图像库。

步骤s3具体包括以下步骤：

s31：在射线图像库中选取与待检测的碳纤维复合芯导线同型号的碳纤维复合芯导线的各层铝股的射线图像，对各层铝股的射线图像进行处理，使得各层铝股的射线图像长度均大于待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像长度；图2(a)是射线图像库中同型号碳纤维复合芯导线的第二层铝股的射线图像，图2(b)是射线图像库中同型号碳纤维复合芯导线的第一层铝股的射线图像；

s32：对于每层铝股的射线图像均执行此操作：将该层铝股的射线图像作为基准图像，平移待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像，并持续将待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像与基准图像做差。图2(d)为待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像减去第二层铝股的射线图像之后的射线图像。图2(e)为待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像减去第二层铝股的射线图像和第一层铝股的射线图像之后的射线图像。可见，图2(e)就是只有碳纤维芯棒的图像。

步骤s31中，对各层铝股的射线图像进行处理的过程为：判断各层铝股的射线图像长度是否不小于待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像长度：如果是，则不进行处理；否则，将长度小于待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像长度的相应层铝股的射线图像进行复制和拼接，使得拼接后的相应层铝股的射线图像长度不小于待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像长度。

之所以要对每层铝股的射线图像均执行步骤s32的操作，是因为不同铝股会形成不同的条纹，会对整个图像黑度形成一定影响，需要将所有铝股的影响都进行消除，这样才能确保留下的只有碳纤维芯棒的图像。

本具体实施方式还公开了图缺陷检测方法，包括图像处理方法以及缺陷检测步骤；缺陷检测步骤为：观察仅包含碳纤维芯棒的射线图像，判断是否有缺陷以及缺陷的位置。图2(e)是只有碳纤维芯棒的图像，其中可清晰地看出存在一条缺陷，也可以清晰地看出缺陷所在位置。

本具体实施方式还公开了图像处理装置，包括：

射线图像库建立模块：用于对于所有型号的碳纤维复合芯导线，均建立碳纤维复合芯导线中各层铝股的射线图像库；

射线图像拍摄模块：用于采用x射线机拍摄待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像；

相减处理模块：用于将待检测的碳纤维复合芯导线的射线图像与射线图像库中同型号碳纤维复合芯导线的各层铝股的射线图像进行相减处理，获得仅包含碳纤维芯棒的射线图像。

本具体实施方式还公开了一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现图像处理方法的步骤。

本具体实施方式还公开了缺陷检测设备，包括图像处理装置，以及缺陷检测装置；缺陷检测装置用于观察仅包含碳纤维芯棒的射线图像，判断是否有缺陷以及缺陷的位置。

本具体实施方式还公开了另一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现缺陷检测方法的步骤。

应该注意的是上述实施例对本公开进行说明而不是对本公开进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本公开可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干系统的单元权利要求中，这些系统中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开精神的前提下，可以作出若干改进、修改、和变形，这些改进、修改、和变形都应视为落在本申请的保护范围内。