一种焊接缺陷检测方法与流程

本发明涉及图像分析，具体涉及一种焊接缺陷检测方法。

背景技术：

1、焊接是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其它热塑性材料的制造工艺及技术，裂纹缺陷是一种常见的焊接缺陷，它可能由应力积累、焊接参数不当、材料问题等引起。

2、相关技术中，通过对焊接区域的灰度图进行阈值分析，使用阈值分割法，该方法以像素为单位，确定灰度图中像素点的分割阈值，根据分割阈值将灰度图中每一个像素点二值化，完成图像的阈值分割，并根据阈值分割结果对焊接缺陷进行检测，这种方式下，由于焊接区域本身的凹凸纹理所导致的噪声点、以及拍摄设备所产生的噪声点，会明显影响阈值分割的效果，使得所得到的检测结果无法准确表征灰度图的缺陷情况，进而使得缺陷检测的可靠性与客观性不足，缺陷检测效果较差。

技术实现思路

1、为了解决相关技术中由于噪声点的存在影响阈值分割的效果，使得所得到的检测结果无法准确表征灰度图的缺陷情况，进而使得缺陷检测的可靠性与客观性不足，缺陷检测效果较差的技术问题，本发明提供一种焊接缺陷检测方法，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明提出了一种焊接缺陷检测方法，方法包括：

3、获取焊缝表面灰度图像，根据所述焊缝表面灰度图像中所有像素点的梯度幅值和灰度值，确定疑似裂纹像素点，基于预设大小的滑动窗口遍历所有所述焊缝表面灰度图像；

4、根据所述滑动窗口内疑似裂纹像素点与其他像素点的梯度方向角度差异，确定所述滑动窗口的第一阈值修正系数；根据所述滑动窗口内像素点的灰度值和梯度方向角度，从所述滑动窗口中筛选出疑似噪声点，根据所述滑动窗口中所有疑似噪声点在预设邻域范围的灰度分布和梯度方向角度的分布，确定所述滑动窗口的第二阈值修正系数，根据所述滑动窗口内所有像素点的灰度值分布，确定所述滑动窗口的第三阈值修正系数；

5、根据所述第一阈值修正系数、所述第二阈值修正系数以及所述第三阈值修正系数，确定所述滑动窗口的目标修正系数，根据所述滑动窗口的目标修正系数和像素点的灰度值，确定滑动窗口的修正灰度阈值；

6、根据所述滑动窗口中所有像素点的灰度值和所述修正灰度阈值，确定滑动窗口中心像素点的缺陷程度，根据所有像素点的缺陷程度对所述焊缝表面进行缺陷检测，得到检测结果。

7、进一步地，所述根据所述滑动窗口内疑似裂纹像素点与其他像素点的梯度方向角度差异，确定所述滑动窗口的第一阈值修正系数，包括：

8、将所述滑动窗口中除所述疑似裂纹像素点之外的其他像素点作为背景像素点；

9、计算所述滑动窗口内所有背景像素点的梯度方向角度的均值，得到背景角度均值；

10、分别计算所述滑动窗口内所有疑似裂纹像素点的梯度方向角度与背景角度均值的差值绝对值，得到每一疑似裂纹像素点的角度差异系数；

11、计算所述滑动窗口内所有疑似裂纹像素点的角度差异系数均值的反比例归一化值，得到所述滑动窗口的第一阈值修正系数。

12、进一步地，所述根据所述滑动窗口内像素点的灰度值和梯度方向角度，从所述滑动窗口中筛选出疑似噪声点，包括：

13、计算所述滑动窗口内任一像素点与其八邻域范围内所有像素点的灰度值方差和梯度方向角度方差；

14、计算灰度值方差的值与梯度方向角度方差的值的乘积的归一化值，得到所述滑动窗口内对应像素点的分布不规则程度；

15、将所述分布不规则程度大于预设不规则程度阈值的像素点作为疑似噪声点。

16、进一步地，所述根据所述滑动窗口中所有疑似噪声点在预设邻域范围的灰度分布和梯度方向角度的分布，确定所述滑动窗口的第二阈值修正系数，包括：

17、计算所述滑动窗口中所有疑似噪声点的分布不规则程度的乘积的反比例归一化值，得到所述滑动窗口的第二阈值修正系数。

18、进一步地，所述根据所述滑动窗口内所有像素点的灰度值分布，确定所述滑动窗口的第三阈值修正系数，包括：

19、将所有灰度值平均划分为预设数量个灰度级，根据所述滑动窗口内所有像素点所属灰度级构建灰度直方图，根据所述灰度直方图确定频率最高的灰度级为所述滑动窗口的光照强度；

20、对所述光照强度进行归一化处理得到所述滑动窗口的第三阈值修正系数。

21、进一步地，所述第一阈值修正系数、所述第二阈值修正系数以及所述第三阈值修正系数均与所述滑动窗口的目标修正系数呈正相关关系，所述目标修正系数的取值范围为[0.5,1.5]。

22、进一步地，所述根据所述滑动窗口的目标修正系数和像素点的灰度值，确定滑动窗口的修正灰度阈值，包括：

23、将所述滑动窗口内所有像素点的灰度值均值作为初始灰度阈值；

24、计算所述初始灰度阈值与所述目标修正系数的乘积作为所述滑动窗口的修正灰度阈值。

25、进一步地，所述根据所述滑动窗口中所有像素点的灰度值和所述修正灰度阈值，确定滑动窗口中心像素点的缺陷程度，包括：

26、将所述滑动窗口内像素点的灰度值大于所述修正灰度阈值的像素点作为目标缺陷像素点；

27、将所述目标缺陷像素点的数量进行归一化处理后的数值，作为所述滑动窗口中心像素点的缺陷程度。

28、进一步地，所述根据所有像素点的缺陷程度对所述焊缝表面进行缺陷检测，得到检测结果，包括：

29、将所述缺陷程度大于预设缺陷阈值的像素点作为检测缺陷像素点；

30、确定每一检测缺陷像素点在八邻域范围内其他检测缺陷像素点的数量，将对应数量大于预设数量阈值的检测缺陷像素点作为目标缺陷像素点；

31、将所述目标缺陷像素点的数量和分布情况作为检测结果。

32、进一步地，所述根据所述焊缝表面灰度图像中所有像素点的梯度幅值和灰度值，确定疑似裂纹像素点，包括：

33、对每个像素点的灰度值进行反比例的归一化处理得到灰度系数；

34、计算所述灰度系数与所述梯度幅值的乘积的归一化值，得到裂纹影响系数；

35、将所述裂纹影响系数大于预设裂纹系数阈值的像素点作为疑似裂纹像素点。

36、本发明具有如下有益效果：

37、本发明通过对焊缝表面灰度图像的疑似裂纹像素点进行初步判断，从而结合滑动窗口内疑似裂纹像素点的梯度方向角度特征获得第一阈值修正系数，通过确定疑似噪声点，从而结合滑动窗口中所有疑似噪声点的灰度分布和梯度方向角度的分布，确定第二阈值修正系数，根据滑动窗口内所有像素点的灰度值分布，确定第三阈值修正系数，其中，第一阈值修正系数、第二阈值修正系数以及第三阈值修正系数均为根据相应像素点的灰度特征、梯度特征等特征所获得的系数，实现对焊缝表面灰度图像进行有效的纹理分析和灰度分析，同时，将分析因素框定在滑动窗口内，提升分析结果的可靠性，使得分析结果能够更为精确，进而使得在结合第一阈值修正系数、第二阈值修正系数以及第三阈值修正系数所得到的目标修正系数，具备更为准确、客观的修正效果；本发明通过目标修正系数确定滑动窗口的修正灰度阈值，并结合修正灰度阈值和滑动窗口中所有像素点的灰度值，对滑动窗口中心像素点的缺陷程度进行分析，对焊缝表面进行缺陷检测得到缺陷检测的检测结果。本发明结合滑动窗口内像素点的梯度、灰度等特征待分析，对滑动窗口内的分割阈值进行自适应调整，从而针对不同区域间纹理分布情况自适应确定更为准确的修正灰度阈值，结合修正灰度阈值对滑动窗口内的像素点进行分析，从而实现对焊缝表面灰度图像的缺陷检测，使得所得到的检测结果能够更为有效准确的表征焊缝表面灰度图像的缺陷情况，减少噪声点对检测结果的影响，提升对焊缝表面灰度图像进行缺陷检测的可靠性与客观性，增强检测效果。