Chirplet能量引导狮群扰动优化的古代铜镜X光融合探伤检测方法技术

本发明专利技术公开了一种Chirplet能量引导狮群扰动优化的古代铜镜X光融合探伤检测方法，包括以下步骤：对古铜镜针对不同能量面光源产生的X光衍射图像进行预处理，得不同面光源能量X光图像；对不同面光源能量X光图像，基于Chirplet能量引导狮群扰动优化Matching Pursuit构建稀疏分解的原子库，选取稀疏性较强的

【技术实现步骤摘要】
Chirplet能量引导狮群扰动优化的古代铜镜X光融合探伤检测方法
本专利技术属于数字图像处理领域，涉及一种Chirplet能量引导狮群扰动优化的古代铜镜X光融合探伤检测方法。
技术介绍
四千多年前，随着合金技术的出现，我国开始了使用铜和锡或银铅等制作铜镜的历史。古代铜镜形态美观，图纹华丽，铭文丰富，逐渐成为古代生活的一种工艺品，是我国古代文化遗产中的瑰宝，具有很高的艺术与研究价值。因年代久远，出土的铜镜大多都带有非常严重的病害侵蚀与泥垢遮盖。在进行妥善的清理修复之前想要了解铜镜的状态，X射线成像技术是一种很好的无损检测技术手段。其通过非接触穿透性拍摄带有锈蚀的铜镜内部的形态，可反映出铜镜内部结构特征、纹饰图案和病害区域等。但是，X光相机拍摄过程中，因为X光信号形成的是面光源会产生半影模糊，加上康普顿散射的影响，使得X光信号在铜镜各个区域(纹饰区与镜缘区)透射率不均匀而导致能量的不均衡分布。且铜镜的镜缘区域与纹饰区域的厚度不同，最佳的X射线衍射能量也不同。为了观测到古代铜镜的所有信息，须使用不同的最佳衍射能量对镜缘区域和纹饰区域进行分别成像，产生多张不同能量的面光源X光图像。这导致文史专家想要在一张X光铜镜图像中同时观测到不同区域的病害情况非常困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种Chirplet能量引导狮群扰动优化的古代铜镜X光融合探伤检测方法，该方法能够观测X光铜镜图像中不同区域的病害情况。为达到上述目的，本专利技术所述的Chirplet能量引导狮群扰动优化的古代铜镜X光融合探伤检测方法包括以下步骤：1)对古铜镜针对不同能量面光源产生的X光衍射图像进行预处理，得不同面光源能量X光图像；2)对不同面光源能量X光图像，基于Chirplet能量引导狮群扰动优化MatchingPursuit构建稀疏分解的原子库，选取稀疏性较强的L2,12构建所需原子库；3)对不同面光源能量X光图像，使用Chirplet系数进行X光能量统计，得古铜镜分解位置的能量参数；4)使用Chirplet能量对狮群扰动因子进行改进引导，然后基于构建的所需原子库及古铜镜分解位置的能量参数对不同能量X光图像进行狮群优化的MatchingPursuit稀疏分解，将铜镜X光图像分解为上层纹饰细节信息及底层铜镜结构信息；5)基于步骤4)分解得到的上层纹饰细节信息及底层铜镜结构信息，得铜镜的病害以及标定结果，完成Chirplet能量引导狮群扰动优化的古代铜镜X光融合探伤检测。所述不同面光源能量X光图像包括高能量面光源产生的镜心区域高亮且镜缘纹饰清晰的X光图像以及低能量面光源产生的镜心区域纹饰清晰且镜缘低亮的X光图像。步骤1)中对古铜镜针对不同能量面光源产生的X光衍射图像进行预处理的过程为：通过平移、转置、镜像、旋转及缩放的几何变换对X光衍射图像进行标准化，并保证X光衍射图像的中心位置及旋转角度相同，同时校正图像采集系统的系统误差及仪器位置的随机误差。在步骤3)中，对不同面光源能量X光图像使用Chirplet系数进行能量统计，针对古铜镜的纹饰特征强化表达及融合，采用Chirplet系数作为能量系数描述面光源X光信号的线性特性程度，对于输入的二维M1×M2古铜镜图像，在一维信号分解的基础上分别进行行列分解，具体细节能量函数为：其中，及分别为Chirplet变换水平、垂直及对角分解的系数能量，得线性能量较强的点，在分解的时候确定分解位置：母狮扰动因子为：其中，表示移动过程中的最大步长，和分别为活动范围内各维度的最大值及最小值的均值，υ为能量加权系数，t为目前迭代次数，T为最大迭代次数。幼狮的扰动因子为：步骤5)的具体操作为：使用基于数学形态学的多尺寸、多结构增强图像的算法，对上层纹饰细节信息及底层铜镜结构信息进行多尺度融合及形态增强，再使用最大类间方法进行最大类间分割，得病害图像，然后对病害图像配准及标定，得最终的病害及其标定结果，完成Chirplet能量引导狮群扰动优化的古代铜镜X光融合探伤检测。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述的Chirplet能量引导狮群扰动优化的古代铜镜X光融合探伤检测方法在具体操作时，使用Chirplet能量对狮群扰动因子进行改进引导，然后对不同能量X光图像进行狮群优化的MatchingPursuit稀疏分解，将铜镜X光图像分解为上层纹饰细节信息及底层铜镜结构信息，继而以此铜镜的病害以及标定结果，用以观测X光铜镜图像中不同区域的病害情况。附图说明图1为本专利技术的流程图；图2为本专利技术中古代铜镜高能量X光图像面光源图像；图3为本专利技术中古代铜镜低能量X光图像面光源图像；图4为本专利技术中古代铜镜X光图像配准的效果图；图5为本专利技术中进行Chirplet能量系数选择分解位置得到的MP分解的效果图；图6为本专利技术中古代铜镜经数学形态学处理后的融合增强效果图；图7为本专利技术中经最大类间分割后的效果图；图8为本专利技术中处理过分割后的裂缝效果图；图9为本专利技术中古代铜镜X光图像裂缝病害的标记图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：本专利技术所述的Chirplet能量引导狮群扰动优化的古代铜镜X光融合探伤检测方法包括以下步骤：1)对古铜镜针对不同能量面光源产生的X光衍射图像进行预处理，得不同面光源能量X光图像，所述不同面光源能量X光图像包括高能量面光源产生的镜心区域高亮且镜缘纹饰清晰的X光图像以及低能量面光源产生的镜心区域纹饰清晰且镜缘低亮的X光图像。2)对不同面光源能量X光图像，基于Chirplet能量引导狮群扰动优化MatchingPursuit(MP)建立稀疏分解的原子库，再采用稀疏性较强的L2,12构建所需原子库。3)对不同面光源能量X光图像，使用Chirplet系数进行X光能量统计，得古铜镜分解位置的能量参数。4)使用Chirplet能量对狮群扰动因子进行引导，对不同能量X光图像进行狮群优化的MatchingPursuit(MP)稀疏分解，将铜镜X光图像分解为上层纹饰细节信息及底层铜镜结构信息；5)使用基于数学形态学的多尺度、多结构增强图像的算法对上层纹饰细节信息及底层铜镜结构信息进行多尺度融合及图像增强，使铜镜图像凸显出裂缝特征便于裂缝提取，再运用最大类间方法进行最大类间分隔，得病害图像，然后对所述病害图像进行配准及标定，得最终的病害探伤检测及标定结果。步骤1)的具体操作为：对古铜镜针对不同能量面光源产生的X光衍射图像，消除X光设备采集因面光源产生的半影模糊，针对因采集距离、角度、以及倾角误差，通过平移、转置、镜像、旋转及缩放的几何变换对待融合X光图像进行标准化，使得标准尺寸均为M1×M2，并保证其中心位置与旋转角度一致，校正图像采集系统的系统误差及仪器位置的随机误差，规范待融合素材为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Chirplet能量引导狮群扰动优化的古代铜镜X光融合探伤检测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)对古铜镜针对不同能量面光源产生的X光衍射图像进行预处理，得不同面光源能量X光图像；/n2)对不同面光源能量X光图像，基于Chirplet能量引导狮群扰动优化MatchingPursuit构建稀疏分解的原子库，选取稀疏性较强的

【技术特征摘要】
1.一种Chirplet能量引导狮群扰动优化的古代铜镜X光融合探伤检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对古铜镜针对不同能量面光源产生的X光衍射图像进行预处理，得不同面光源能量X光图像；
2)对不同面光源能量X光图像，基于Chirplet能量引导狮群扰动优化MatchingPursuit构建稀疏分解的原子库，选取稀疏性较强的构建所需原子库；
3)对不同面光源能量X光图像，使用Chirplet系数进行X光能量统计，得古铜镜分解位置的能量参数；
4)使用Chirplet能量对狮群扰动因子进行改进引导，然后基于构建的所需原子库及古铜镜分解位置的能量参数对不同能量X光图像进行狮群优化的MatchingPursuit稀疏分解，将铜镜X光图像分解为上层纹饰细节信息及底层铜镜结构信息；
5)基于步骤4)分解得到的上层纹饰细节信息及底层铜镜结构信息，得铜镜的病害以及标定结果，完成Chirplet能量引导狮群扰动优化的古代铜镜X光融合探伤检测。


2.根据权利要求1所述的Chirplet能量引导狮群扰动优化的古代铜镜X光融合探伤检测方法，其特征在于，所述不同面光源能量X光图像包括高能量面光源产生的镜心区域高亮且镜缘纹饰清晰的X光图像以及低能量面光源产生的镜心区域纹饰清晰且镜缘低亮的X光图像。


3.根据权利要求1所述的Chirplet能量引导狮群扰动优化的古代铜镜X光融合探伤检测方法，其特征在于，步骤1)中对古铜镜针对不同能量面光源产生的X光衍射图像进行预处理的过程为：通过平移、转置、镜像、旋转及缩放的几何变换对X光衍射图像进行标准化，并且X光衍射图像的中心位置及旋转角度相同，同时校正图像采集系统的系统误差及仪器位置的随机误差。


4.根据权利要求1所述的Chirple...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴萌，王姣，任义，贾旻，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61