管道对接接头焊缝缺陷分割方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种管道对接接头焊缝缺陷分割方法，包括：获取管道对接接头焊X射线焊缝图像，确定图像中每个像素点的灰度值；建立表征像素点是否为缺陷的两层立体表，两层立体表中存储像素点类型元素；利用能量函数约束每个像素点进行类型划分，且任一类像素点与其周围同类像素点具有最小的灰度值差异，且任一像素点不是孤立点；求解能量函数，获得关于像素点类型的微分方程组，求解微分方程组获得像素点类型；根据不同类型像素点区域的平均灰度值大小确定缺陷区域。本发明专利技术通过解微分方程组的形式实现缺陷分割，避免了反复的阈值计算，且微分方程组的形式可以支持并行计算处理，在硬件条件具备时可加快计算速度。条件具备时可加快计算速度。条件具备时可加快计算速度。

【技术实现步骤摘要】
管道对接接头焊缝缺陷分割方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种管道对接接头焊缝缺陷分割方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]焊接技术广泛地应用于油气管输行业。对接接头焊是管道建设中最常见的焊接方法，对接接头焊缝中的缺陷会导致管道的破裂与爆炸。因此对接接头焊缝中缺陷检测识别是管道运输行业尤为重要的环节。
[0003]对接接头焊缝缺陷的检测是通过无损检测(Non Destructive Testing，NDT)的方法来实现的。在各种无损检测方法中，基于X射线的对接接头焊缝图像的缺陷检测是最为重要的方法。缺陷图像的分割是缺陷识别的重要基础，目前X射线对接接头焊缝图像模糊，成像质量不佳，难以自动分割对接接头焊X射线焊缝图像点状和线状缺陷。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种管道对接接头焊缝缺陷分割方法、装置及存储介质。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种管道对接接头焊缝缺陷分割方法，包括：获取管道对接接头焊X射线焊缝图像，确定图像中每个像素点的灰度值；建立表征像素点是否为缺陷的两层立体表，两层立体表中存储像素点类型元素；利用能量函数约束每个像素点进行类型划分，且任一类像素点与其周围同类像素点具有最小的灰度值差异，且任一像素点不是孤立点；求解能量函数，获得关于像素点类型元素的微分方程组，求解微分方程组获得像素点类型；根据不同类型像素点区域的平均灰度值大小确定缺陷区域。/>[0006]为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种管道对接接头焊缝缺陷分割装置，包括：X射线焊缝图像获取模块、两层立体表建立模块、能量函数建立模块、像素点类型求解模块和缺陷分割模块；
[0007]X射线焊缝图像获取模块用于获取管道对接接头焊X射线焊缝图像，确定图像中每个像素点的灰度值；两层立体表建立模块用于建立表征像素点是否为缺陷的两层立体表，两层立体表中存储像素点类型元素；能量函数建立模块用于利用能量函数约束每个像素点进行类型划分，且任一类像素点与其周围同类像素点具有最小的灰度值差异，且任一像素点不是孤立点；像素点类型求解模块用于求解能量函数，获得关于像素点类型的微分方程组，求解微分方程组获得像素点类型；缺陷分割模块用于根据不同类型像素点区域的平均灰度值大小确定缺陷区域。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当指令在计算机上运行时，使计算机执行上述技术方案提供的管道对接接头焊缝缺陷分割方法。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种管道对接接头焊缝缺陷分割装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上的并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序
时实现上述技术方案提供的管道对接接头焊缝缺陷分割方法。
[0010]本专利技术的有益效果是：通过两层立体表来表征像素点是否为缺陷，利用能量函数约束每个像素点，通过求解能量函数，获得关于像素点类型元素的微分方程组，求解微分方程组获得像素点类型，进而根据不同类型像素点区域的平均灰度值大小确定缺陷区域。由于不同的X射线对接接头焊缝图像灰度差异大，难以用固定的平均灰度值区分不同图像中的缺陷，导致难以利用阈值实现自动缺陷分割。本专利技术通过解微分方程组的形式实现缺陷分割，避免了反复的阈值计算，且微分方程组的形式可以支持并行计算处理，在硬件条件具备时可加快计算速度；本专利技术可自动分割对接接头焊X射线焊缝图像点状和线状缺陷，适应能力强，计算快速。
[0011]本专利技术附加的方面及其优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术实践了解到。
附图说明
[0012]图1为本专利技术实施例提供的管道对接接头焊缝缺陷分割方法流程图；
[0013]图2为本专利技术实施例提供的两层立体表示意图；
[0014]图3为本专利技术实施例提供的管道对接接头焊缝缺陷分割装置示意图；
[0015]图4为本专利技术实施例1提供的对接接头焊X射线焊缝图像；
[0016]图5为本专利技术实施例1提供的两层立体表示意图；
[0017]图6为本专利技术实施例1提供的对接接头焊X射线焊缝图像的缺陷分割图；
[0018]图7为本专利技术实施例2提供的对接接头焊X射线焊缝图像；
[0019]图8为本专利技术实施例2提供的两层立体表示意图；
[0020]图9为本专利技术实施例2提供的对接接头焊X射线焊缝图像的缺陷分割图；
[0021]图10为本专利技术实施例3提供的对接接头焊X射线焊缝图像；
[0022]图11为本专利技术实施例3提供的两层立体表示意图；
[0023]图12为本专利技术实施例3提供的对接接头焊X射线焊缝图像的缺陷分割图。
具体实施方式
[0024]以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0025]需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使
用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
[0026]图1为本专利技术实施例提供的管道对接接头焊缝缺陷分割方法流程图。如图1所示，该方法包括：
[0027]S1，获取管道对接接头焊X射线焊缝图像，确定图像中每个像素点的灰度值；
[0028]具体地，定义灰度变量g
ij
，1≤i≤N，1≤j≤M。N为对接接头焊X射线焊缝图像高度，M为对接接头焊X射线焊缝图像宽度，变量g
ij
用于表征像素点(i,j)的灰度值。
[0029]S2，建立表征像素点是否为缺陷的两层立体表，两层立体表中存储像素点类型元素。
[0030]如图2所示，两层立体表包括两层表，每层表包括N行M列，N为X射线焊缝图像高度，M为X射线焊缝图像宽度；两层立体表中存储的像素点类型元素记为v
kij
；其中，k＝1或2，v
1ij
表示两层立体表中上层表内第i行第j列的像素点类型元素，v
2ij<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道对接接头焊缝缺陷分割方法，其特征在于，包括：获取管道对接接头焊X射线焊缝图像，确定图像中每个像素点的灰度值；建立表征像素点是否为缺陷的两层立体表，所述两层立体表中存储像素点类型元素；利用能量函数约束每个像素点进行类型划分，且任一类像素点与其周围同类像素点具有最小的灰度值差异，且任一像素点不是孤立点；求解所述能量函数，获得关于像素点类型的微分方程组，求解所述微分方程组获得像素点类型；根据不同类型像素点区域的平均灰度值大小确定缺陷区域。2.根据权利要求1所述的管道对接接头焊缝缺陷分割方法，其特征在于，所述两层立体表包括两层表，每层表包括N行M列，N为X射线焊缝图像高度，M为X射线焊缝图像宽度；所述两层立体表中存储的像素点类型元素记为v
kij
，其中，k＝1或2，v
1ij
表示所述两层立体表中上层表内第i行第j列的像素点类型元素，v
2ij
表示所述两层立体表中下层表内第i行第j列的像素点类型元素，i＝1、2
……
N，j＝1、2
……
M。3.根据权利要求2所述的管道对接接头焊缝缺陷分割方法，其特征在于，所述能量函数公式如下：其中，Δ为归一化系数；E为能量函数值表示；E1、E2和E3为大于0的系数；i，j，k，o，p为变量；N为X射线焊缝图像高度；M为X射线焊缝图像宽度；C为图像分类数，取值为2，代表第一类和第二类像素点；能量函数第一项约束每个像素点被划分为第一类或第二类中的一类；能量函数第二项约束任意一类像素点与其周围的同类像素点具有最小的灰度值差异，第三项约束任一像素点不是孤立点。4.根据权利要求3所述的管道对接接头焊缝缺陷分割方法，其特征在于，利用如下公式求解所述能量函数：获得关于像素点类型的微分方程组：
其中，u
kij
为中间变量，u
v
为归一化系数，利用欧拉法求解能量函数得到两层立体表中各单元元素值v
kij
，v
kij
为像素点类型元素，表征像素点(i,j)的类别，定义如下:v
1ij
＝1时表征像素点(i,j)为第一类，v
1ij
＝0时表征像素点(i,j)为第二类，v
2ij
＝1时表征像素点(i,j)为第二类，v
2ij
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚平，彭云超，曹旦夫，淦邦，齐峰，王萌萌，马凯军，倪广地，刘欣，耿云鹏，
申请(专利权)人：国家管网集团东部原油储运有限公司徐州金桥石化管道输送技术有限公司，
类型：发明
国别省市：