一种碳纤维导线X射线图像在线成像标准化方法技术

本发明专利技术提供了一种碳纤维导线X射线图像在线成像标准化方法，属于计算机视觉、图像处理相结合技术领域。其技术方案为：一种碳纤维导线X射线图像在线成像标准化方法，包括以下步骤，S1：对碳纤维复合芯图像对数化处理；S2：对碳纤维复合芯图像进行拉直：S3：根据边界对碳纤维复合芯X射线成像图进行裁剪；S4：选择直方图规定化所需的目标图D；S5：对预处理过的图像进行直方图规定化。本发明专利技术的有益效果为：本发明专利技术根据边界位置的图像拉直算法得到弯曲程度一致的碳纤维复合芯图片，使碳纤维复合芯呈水平伸展；直方图规定化得到亮度整体一致的图像，确保图像的整体亮度分布一致；裁剪算法得到准确碳纤维复合芯图像，得到有效碳纤维复合芯。

A Standardization Method for On-line Imaging of Carbon Fiber Wire X-ray Images

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维导线X射线图像在线成像标准化方法
本专利技术涉及计算机视觉、图像处理相结合
，尤其涉及一种碳纤维导线X射线图像在线成像标准化方法。
技术介绍
碳纤维导线在当前应用极广，各行各业的用电量呈几何增长，碳纤维复合芯承受的负荷越来越大。由于碳纤维复合芯所处环境复杂多样，无论是施工还是使用过程中，很容易导致碳纤维复合芯部分出现一定受损情况，直接影响到正常供电，极大的影响居民的生活，因此碳纤维复合芯破损位置检测方法显得尤为重要。其中X射线成像效果在诸多探伤方式中最为有效，所以选取X射线成像对碳纤维复合芯破损位置检测，但存在X射线成像图中碳纤维复合芯在图像中出现的位置不定、碳纤维复合芯成像出现弯曲和成像X光剂量不同这类难以处理的情况，需要使用标准化操作对图像进行预处理，方便后续图像处理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种碳纤维导线X射线在线成像标准化方法，能解决碳纤维复合芯成像弯曲、图像X剂量不同导致图像亮度不同和碳纤维复合芯图像出现位置不定的问题，确保得到的成像图像在碳纤维复合芯所处位置、像素分布及碳纤维复合芯弯曲程度上保持一致，达到标准化的目的。本专利技术是通过如下措施实现的：一种碳纤维导线X射线图像在线成像标准化方法，其中，包括以下步骤：S1：提取出碳纤维导线X射线图像有效成像圈内的碳纤维复合芯图像，对碳纤维复合芯图像对数化处理；S2：对碳纤维复合芯图像进行拉直：所述步骤S2具体包括以下步骤：S2.1：根据像素阈值或梯度，获取每列像素上碳纤维复合芯边界所在像素点，并求取上下边界位置的平均值作为每列碳纤维复合芯有效部分中点；遍历图片所有像素值，取像素值最大为最大灰度值，最大灰度值乘上K为阈值t；对于第j列，先从最上面的像素点P(0，j)开始向下遍历，找到第一个像素值大于阈值t的像素，该点P(i1，j)作为该列上边界点；再从后一个像素点开始向上遍历，找到的第一个像素值大于阈值t的像素P(i2，j)作为该列下边界点，碳纤维复合芯有效部分中点记为S2.2：求取各列像素碳纤维复合芯有效部分中点M(i)与中点序列平均值的差值作为每列像素的偏移量；S2.3：对偏移量序列进行中值滤波和多次高斯滤波；S2.4：每列像素根据偏移量，通过插值算法进行纵向平移保存在新图P′中，对于第j列像素，对于偏移量的整数部分直接平移，对于小数部分向下取整，在两个像素点P(i+O(j)-1，j)与P(i+O(j)，j)之间的使用选择插值算法，得到最终像素点值为P′(i，j)；S3：根据上下边界对碳纤维复合芯X射线成像图进行裁剪，保留碳纤维复合芯部分：按照所述步骤S2.1取得所有列上边界点P′(i1，j)和下边界点P′(i2，j))，并求得二者行坐标平均值和作为上下边界对该图像进行裁剪，左右裁剪同上下裁剪相同，裁剪最终结果记为S：S4：选择直方图规定化所需的目标图D：在经过所述步骤S2和步骤S3的方法处理后的图中，找出一张图，使用直方图统计法，统计其直方图分布情况；S5：对预处理过的图像进行直方图规定化：所有经过所述步骤S2和S3得到的图像S，以所述步骤S4选定的目标图D为标准，进行直方图规定化操作。作为本专利技术的一种碳纤维导线X射线在线成像标准化方法进一步的优化方案，所述步骤S1中，对碳纤维导线X射线图像有效成像圈内的碳纤维复合芯图像所有点的像素进行对数化处理，处理公式如下：P(i，j)＝-lg(Po(i，j)/65535)*65535*α其中，Po(i，j)为点(i，j)对数化处理前的灰度值，P(i，j)为点(i，j)对数化处理后的灰度值，取值系数α取值为0.3-0.5。作为本专利技术的一种碳纤维导线X射线在线成像标准化方法进一步的优化方案，所述步骤S1中，在X射线成像中，X射线成像放射呈圆形，提取该圈内的图像。作为本专利技术的一种碳纤维导线X射线在线成像标准化方法进一步的优化方案，所述步骤S2.2中，求取各列像素有效部分中点平均值取出偏移量绝对值|M(i)|中的最大值M(i)|max，各列像素碳纤维复合芯有效部分中点M(i)与中点序列平均值的差值，再加上|M(i)|max作为该列像素的偏移量，定义偏移量其中R表示图像矩阵的行数。作为本专利技术的一种碳纤维导线X射线在线成像标准化方法进一步的优化方案，所述步骤S2.3中，使用一维高斯滤波核，其尺寸为1*5的(0.1151，0.2295，0.3108，0.2295，0.1151)。作为本专利技术的一种碳纤维导线X射线在线成像标准化方法进一步的优化方案，所述步骤S4中，选取其中直方图均值在36000±4000范围内的图像作为有效目标图，其为直方图规定化得到的目标图D，该步骤只执行一次。作为本专利技术的一种碳纤维导线X射线在线成像标准化方法进一步的优化方案，所述步骤S5具体为将输入的预处理后的图像进行所述步骤S4中的直方图统计法计算直方图分布情况，根据两者直方图均衡化后的直方图分布相同，来匹配两者直方图分布，得到能级映射关系；其中直方图均衡化是将已经得到的直方图分布结果计算出该值出现概率值，令后面的每一个值的概率为前面所有值的概率之和，得到累加直方图，根据累加直方图分布得到匹配后的能级概率。其中，所述步骤S2.1中最大灰度值乘上K0.05为为阈值t，所述K的的取值范围为0.05-0.1。为了更好的实现上述专利技术目的，具体地说，一种碳纤维导线X射线在线成像标准化方法包括以下步骤：一种碳纤维导线X射线图像在线成像标准化方法，其中，包括以下步骤：S1：提取出碳纤维导线X射线图像有效成像圈内的碳纤维复合芯图像，对碳纤维复合芯图像对数化处理；由于X射线成像过程中，X射线成像放射呈圆形，所以只有碳纤维导线X射线图像有效成像圈内的图像成像效果好，需要提取出该圈内的图像，具体为使用竖直方向的闭运算得到放射圆圈作为掩膜，根据掩膜提取出碳纤维复合芯后，在对碳纤维导线X射线图像有效成像圈内的碳纤维复合芯图像所有点的像素进行对数化处理，处理公式如下：P(i，j)＝-lg(Po(i，j)/65535)*65535*α其中，Po(i，j)为点(i，j)对数化处理前的灰度值，P(i，j)为点(i，j)对数化处理后的灰度值，取值系数，防止对数化后像素值过高，α取值范围为[0.3-0.5]；S2：对碳纤维复合芯图像进行拉直：所述步骤S2具体包括以下步骤：S2.1：根据像素阈值或梯度，获取每列像素上碳纤维复合芯边界所在像素点，并求取上下边界位置的平均值作为每列碳纤维复合芯有效部分中点；遍历图片所有像素值，取像素值最大为最大灰度值，最大灰度值乘上K为阈值t；对于第j列，先从最上面的像素点P(0，j)开始向下遍历，找到第一个像素值大于阈值t的像素，该点P(i1，j)作为该列上边界点；再从后一个像素点开始向上遍历，找到的第一个像素值大于阈值t的像素P(i2，j)作为该列下边界点，碳纤维复合芯有效部分中点记为S2.2：求取各列像素碳纤维复合芯有效部分中点M(i)与中点序列平均值的差值作为每列像素的偏移量；求取各列像素有效部分中点平均值取出偏移量绝对值|M(i)|中的最大值|M(i)|max，各列像素碳纤维复合芯有效部分中点M(i)与中点序列平均值的差值，再加上|M(i)|max作为该列像素的偏移量，定义偏移量其中R表示图像矩阵的行数；S2.3：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维导线X射线图像在线成像标准化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：提取出碳纤维导线X射线图像有效成像圈内的碳纤维复合芯图像，对碳纤维复合芯图像对数化处理；S2：对碳纤维复合芯图像进行拉直：所述步骤S2具体包括以下步骤，S2.1：根据像素阈值或梯度，获取每列像素上碳纤维复合芯边界所在像素点，并求取上下边界位置的平均值作为每列碳纤维复合芯有效部分中点；遍历图片所有像素值，取像素值最大为最大灰度值，最大灰度值乘上K为阈值t；对于第j列，先从最上面的像素点P(0，j)开始向下遍历，找到第一个像素值大于阈值t的像素，该点P(i1，j)作为该列上边界点；再从后一个像素点开始向上遍历，找到的第一个像素值大于阈值t的像素P(i2，j)作为该列下边界点，碳纤维复合芯有效部分中点记为

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维导线X射线图像在线成像标准化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：提取出碳纤维导线X射线图像有效成像圈内的碳纤维复合芯图像，对碳纤维复合芯图像对数化处理；S2：对碳纤维复合芯图像进行拉直：所述步骤S2具体包括以下步骤，S2.1：根据像素阈值或梯度，获取每列像素上碳纤维复合芯边界所在像素点，并求取上下边界位置的平均值作为每列碳纤维复合芯有效部分中点；遍历图片所有像素值，取像素值最大为最大灰度值，最大灰度值乘上K为阈值t；对于第j列，先从最上面的像素点P(0，j)开始向下遍历，找到第一个像素值大于阈值t的像素，该点P(i1，j)作为该列上边界点；再从后一个像素点开始向上遍历，找到的第一个像素值大于阈值t的像素P(i2，j)作为该列下边界点，碳纤维复合芯有效部分中点记为S2.2：求取各列像素碳纤维复合芯有效部分中点M(i)与中点序列平均值的差值作为每列像素的偏移量；S2.3：对偏移量序列进行中值滤波和多次高斯滤波；S2.4：每列像素根据偏移量，通过插值算法进行纵向平移保存在新图P′中，对于第j列像素，对于偏移量的整数部分直接平移，对于小数部分向下取整，在两个像素点P(i+O(j)-1，j)与P(i+O(j)，j)之间的使用选择插值算法，得到最终像素点值为P′(i，j)；S3：根据上下边界对碳纤维复合芯X射线成像图进行裁剪，保留碳纤维复合芯部分：按照所述步骤S2.1取得所有列上边界点P′(i1，j)和下边界点P′(i2，j))，并求得二者行坐标平均值和作为上下边界对该图像进行裁剪，左右裁剪同上下裁剪相同，裁剪最终结果记为S；S4：选择直方图规定化所需的目标图D：在经过所述步骤S2和步骤S3的方法处理后的图中，找出一张图，使用直方图统计法，统计其直方图分布情况；S5：对预处理过的图像进行直方图规定化：所有经过所述步骤S2和S3得到的图像S，以所述步骤S4选定的目标图D为标准，进行直方图规定化操作。2.根据权利要求1所述的碳纤维导线X射线图像在线成像标准化方法，其特征在于，所述步骤S1中，对碳纤维导线X射线图像有效成像...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡轶宁，王征，陈大兵，李成钢，张建国，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32