缺陷检测方法、检测图像生成方法、系统及存储设备技术方案

本发明专利技术公开了一种缺陷检测方法、检测图像生成方法、系统及存储设备，所述复合材料缺陷检测方法包括：采集复合材料样品各扫描点的太赫兹时域透射脉冲；对各扫描点的太赫兹时域透射脉冲进行分析计算，生成绝缘材料样品的幅值灰度图和对应的时间灰度图；对幅值灰度图和对应的时间灰度图进行图像融合，生成绝缘材料样品的缺陷检测图像。本发明专利技术可以提高缺陷检测图像的对比度和清晰度，应用于电力复合套管绝缘材料的缺陷检测中能够快速、准确地实现对电力复合套管绝缘材料内部缺陷的无损检测。

【技术实现步骤摘要】
缺陷检测方法、检测图像生成方法、系统及存储设备
本专利技术涉及太赫兹无损检测
，尤其涉及一种缺陷检测方法、检测图像生成方法、系统及存储设备。
技术介绍
电力绝缘材料通常为复合材料，如：电力复合套管外层为硅橡胶、内层为玻璃纤维增强的环氧树脂复合材料。传统的复合材料无损检测多采用超声波、射线等检测技术，但由于衰减和干涉过大的原因，难以对其中的微小缺陷进行检测。太赫兹时域光谱(Terahertztime-domainspectroscopy，简称THz-TDS)技术是基于超快激光技术的远红外波段光谱测量新技术，利用物质对THz辐射的特征吸收分析物质成分、结构等信息。太赫兹波的频率范围为0.1THz到10THz，波长为0.3mm，在电磁波谱中位于微波与红外波段之间。THz-TDS技术是近年来发展较为迅速的无损检测技术，其对大多数非极性物质都呈透明性质，且具有穿透能力强、光子能量低、不构成辐射危害、可进行时间分辨的光谱测量等特性。基于太赫兹光谱的优点，现有技术中有一种太赫兹时域光谱技术的玻璃纤维复合材料缺陷检测方法，采用透射式太赫兹时域光谱系统对复合材料进行检测，提取时域光谱数据，根据时域光谱数据计算所有样品点对应的图像灰度值，最终生成样品的灰度图，根据所述灰度图进行缺陷判别，但根据时域光谱数据计算生成的灰度图存在对比度和清晰度低下的技术问题，导致复合材料缺陷检测精度偏低、响应速度慢。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种缺陷检测方法、检测图像生成方法、系统及存储设备，能够降低复合材料缺陷检测难度、提高缺陷检测图像的对比度和清晰度。第一方面，提供了一种缺陷检测图像生成方法，所述方法包括：采集复合材料样品各扫描点的太赫兹时域透射脉冲；对各扫描点的太赫兹时域透射脉冲进行分析计算，生成复合材料样品的幅值灰度图和对应的时间灰度图；对幅值灰度图和对应的时间灰度图进行图像融合，生成复合材料样品的缺陷检测图像。结合第一方面，进一步的，生成复合材料样品的幅值灰度图的方法包括：计算所有扫描点时域脉冲幅值中的最大值Imax和最小值Imin，其中：扫描点时域脉冲幅值是指该扫描点的太赫兹时域透射脉冲回波中的最大幅值；根据公式(1)计算各扫描点的幅值灰度值：Gray(Ii)＝(Gmax-Gmin)×(Ii-Imin)÷(Imax-Imin)+Gmin(1)式中：Gray(Ii)为扫描点i的幅值灰度值；Gmax为最大值Imax对应的灰度值，Gmax＝255；Gmin为最小值Imin对应的灰度值，Gmin＝0；Ii为扫描点i的时域脉冲幅值；根据各扫描点的幅值灰度值生成复合材料样品的幅值灰度图像。结合第一方面，进一步的，生成复合材料样品的幅值灰度图对应的时间灰度图的方法包括：计算所有扫描点时域脉冲幅值中的最大值Imax和最小值Imin，以及最大值Imax的发生时间Tmax、最小值Imin的发生时间Tmin，其中：扫描点时域脉冲幅值是指该扫描点的太赫兹时域透射脉冲回波中的最大幅值；根据公式(2)计算各扫描点的幅值灰度值对应的时间灰度值：Gray(Ti)＝(Gmax-Gmin)×(Ti-Tmax)÷(Tmin-Tmax)+Gmin(2)式中：Gray(Ti)为扫描点i的时间灰度值；Gmax为最大值Imax对应的灰度值，Gmax＝255；Gmin为最小值Imin对应的灰度值，Gmin＝0；Ti为扫描点i发生时域脉冲幅值的发生时间；根据各扫描点的幅值灰度值对应的时间灰度值生成复合材料样品的时间灰度图像。结合第一方面，进一步的，对幅值灰度图和对应的时间灰度图进行图像融合的方法包括：分别对幅值灰度图和对应的时间灰度图进行三层小波分解，分别获取两幅灰度图的1个低频子带和3个高频子带；对幅值灰度图和对应的时间灰度图的低频子带进行加和平均，获得低频系数；选择幅值灰度图的3个高频子带作为3个高频系数；将由低频子带融合获得的低频系数和高频子带融合获得的3个高频系数进行小波逆变换，获得融合后的图像。第二方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面任一项所述复合材料缺陷检测图像生成方法的步骤。第三方面，提供了一种缺陷检测图像生成系统，包括存储器和处理器；所述存储器用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行第一方面任一项所述复合材料缺陷检测图像生成方法的步骤。第四方面，提供了一种缺陷检测图像生成系统，包括：采集模块：用于采集复合材料样品各扫描点的太赫兹时域透射脉冲；灰度图生成模块：用于对各扫描点的太赫兹时域透射脉冲进行分析计算，生成复合材料样品的幅值灰度图和对应的时间灰度图；图像融合模块：用于对幅值灰度图和对应的时间灰度图进行图像融合，生成复合材料样品的缺陷检测图像。结合第四方面，进一步的，所述灰度图像生成模块包括幅值灰度图生成模块，用于根据下述方法生成复合材料样品的幅值灰度图：计算所有扫描点时域脉冲幅值中的最大值Imax和最小值Imin，其中：扫描点时域脉冲幅值是指该扫描点的太赫兹时域透射脉冲回波中的最大幅值；根据公式(3)计算各扫描点的幅值灰度值：Gray(Ii)＝(Gmax-Gmin)×(Ii-Imin)÷(Imax-Imin)+Gmin(3)式中：Gray(Ii)为扫描点i的幅值灰度值；Gmax为最大值Imax对应的灰度值，Gmax＝255；Gmin为最小值Imin对应的灰度值，Gmin＝0；Ii为扫描点i的时域脉冲幅值；根据各扫描点的幅值灰度值生成复合材料样品的幅值灰度图像。结合第四方面，进一步的，所述灰度图像生成模块包括时间灰度图生成模块，用于根据下述方法生成复合材料样品的时间灰度图像：计算所有扫描点时域脉冲幅值中的最大值Imax和最小值Imin，以及最大值Imax的发生时间Tmax、最小值Imin的发生时间Tmin，其中：扫描点时域脉冲幅值是指该扫描点的太赫兹时域透射脉冲回波中的最大幅值；根据公式(4)计算各扫描点的幅值灰度值对应的时间灰度值：Gray(Ti)＝(Gmax-Gmin)×(Ti-Tmax)÷(Tmin-Tmax)+Gmin(4)式中：Gray(Ti)为扫描点i的时间灰度值；Gmax为最大值Imax对应的灰度值，Gmax＝255；Gmin为最小值Imin对应的灰度值，Gmin＝0；Ti为扫描点i发生时域脉冲幅值的发生时间；根据各扫描点的幅值灰度值对应的时间灰度值生成复合材料样品的时间灰度图像。结合第四方面，进一步的，所述图像融合模块包括：小波分解模块：用于分别对幅值灰度图和对应的时间灰度图进行三层小波分解，分别获取两幅灰度图的1个低频子带和3个高频子带；低频子带融合模块：用于对幅值灰度图和对应的时间灰度图的低频子带进行加和平均，获得低频系数；高频子带融合模块：用于选择幅值灰度图的3个高频子带作为3个高频系数；小波逆变换模块：用于将由低频子带融合获得的低频系数和高频子带融合获得的3个高频系数进行小波逆变换，获得融合后的图像。第五方面，提供了一种缺陷检测方法，所述方法包括：采用太赫兹波对复合材料样品进行逐点扫描；采用第一方面任一项所述复合材料缺陷检测图像生成方法获取复合材料样品的缺陷检测图像；对缺陷检测图像进行分析判断，获取缺陷检测结果。结合第五方面，优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缺陷检测图像生成方法，其特征在于，所述方法包括：采集复合材料样品各扫描点的太赫兹时域透射脉冲；对各扫描点的太赫兹时域透射脉冲进行分析计算，生成复合材料样品的幅值灰度图和对应的时间灰度图；对幅值灰度图和对应的时间灰度图进行图像融合，生成复合材料样品的缺陷检测图像。

【技术特征摘要】
1.一种缺陷检测图像生成方法，其特征在于，所述方法包括：采集复合材料样品各扫描点的太赫兹时域透射脉冲；对各扫描点的太赫兹时域透射脉冲进行分析计算，生成复合材料样品的幅值灰度图和对应的时间灰度图；对幅值灰度图和对应的时间灰度图进行图像融合，生成复合材料样品的缺陷检测图像。2.根据权利要求1所述的缺陷检测图像生成方法，其特征在于，生成复合材料样品的幅值灰度图的方法包括：计算所有扫描点时域脉冲幅值中的最大值Imax和最小值Imin，其中：扫描点时域脉冲幅值是指该扫描点的太赫兹时域透射脉冲回波中的最大幅值；根据公式(1)计算各扫描点的幅值灰度值：Gray(Ii)＝(Gmax-Gmin)×(Ii-Imin)÷(Imax-Imin)+Gmin(1)式中：Gray(Ii)为扫描点i的幅值灰度值；Gmax为最大值Imax对应的灰度值，Gmax＝255；Gmin为最小值Imin对应的灰度值，Gmin＝0；Ii为扫描点i的时域脉冲幅值；根据各扫描点的幅值灰度值生成复合材料样品的幅值灰度图像。3.根据权利要求1所述的缺陷检测图像生成方法，其特征在于，生成复合材料样品的幅值灰度图对应的时间灰度图的方法包括：计算所有扫描点时域脉冲幅值中的最大值Imax和最小值Imin，以及最大值Imax的发生时间Tmax、最小值Imin的发生时间Tmin，其中：扫描点时域脉冲幅值是指该扫描点的太赫兹时域透射脉冲回波中的最大幅值；根据公式(2)计算各扫描点的幅值灰度值对应的时间灰度值：Gray(Ti)＝(Gmax-Gmin)×(Ti-Tmax)÷(Tmin-Tmax)+Gmin(2)式中：Gray(Ti)为扫描点i的时间灰度值；Gmax为最大值Imax对应的灰度值，Gmax＝255；Gmin为最小值Imin对应的灰度值，Gmin＝0；Ti为扫描点i发生时域脉冲幅值的发生时间；根据各扫描点的幅值灰度值对应的时间灰度值生成复合材料样品的时间灰度图像。4.根据权利要求1所述的缺陷检测图像生成方法，其特征在于，对幅值灰度图和对应的时间灰度图进行图像融合的方法包括：分别对幅值灰度图和对应的时间灰度图进行三层小波分解，分别获取两幅灰度图的1个低频子带和3个高频子带；对幅值灰度图和对应的时间灰度图的低频子带进行加和平均，获得低频系数；选择幅值灰度图的3个高频子带作为3个高频系数；将由低频子带融合获得的低频系数和高频子带融合获得的3个高频系数进行小波逆变换，获得融合后的图像。5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1～4任一项所述方法的步骤。6.一种缺陷检测图像生成系统，其特征在于，包括存储器和处理器；所述存储器用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1～4任一项所述方法的步骤。7.一种缺陷检测图像生成系统，其特征在于，包括：采集模块：用于采集复合材料样品各扫描点的太赫兹时域透射脉冲；灰度图生成模块：用于对各扫描点的太赫兹时域透射脉冲进行分析计算，生成复合材料样品的幅值灰度图和对应的时间灰度图；图像融合模块：用于对幅值灰度图和对应的时间灰度图进行图像融合，生成复合材料样品的缺陷检测图像。8.根据权利要求7所述的缺陷检测图像生成系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志成，刘建军，张建国，陈大兵，李成钢，杨立恒，高嵩，张晓琴，郭东亮，伍旺松，张中浩，梅红伟，王黎明，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，国网江苏省电力有限公司，清华大学深圳研究生院，江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32