【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像处理，具体涉及一种超声波管道裂纹图像增强方法。
技术介绍
1、在工业和制造业中用于输送液体、气体或其他物质的管道，其内部通常利用超声波检测技术来检测管道壁面可能存在的缺陷或裂纹，这些管道可以用于输送水、石油、天然气、化学品等，广泛应用于能源、化工、制药、食品加工等领域。超声波管道检测利用超声波传感器在管道表面发射超声波，并接收反射回来的信号。当超声波遇到管道内部的缺陷、裂纹或其他不均匀性时，其传播路径会发生改变，这些变化会被传感器探测到。通过分析接收到的超声波信号，工程师或技术人员可以评估管道的健康状态，检测管道壁面的裂纹等问题，从而及时采取必要的维护和修复措施，确保管道的安全运行。然而，由于一些因素，比如传感器的噪声、材料的异质性以及管道内介质的复杂性，超声波图像可能存在一定程度的模糊或噪声，这会影响裂纹的准确检测与分析，因此需要对获得的超声波管道裂纹图像进行增强去噪处理。
2、在现有技术中，对图像去噪的方法较多，其中非局部均值滤波算法有较好的去噪效果，该算法通过计算当前滤波点的邻域块与矩形窗口内其它点的邻域块的相似度，来获得当前滤波点的滤波权重。但是因为管道的超声波图像灰度差异较小，并且存在灰度差异不明显的纹理，如果直接选择当前滤波点相邻位置的图像块来作为邻域块进行噪声的估计，会导致对图像的去噪效果不好，对管道中可能存在的裂纹的识别不准确。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种超声波管道裂纹图像增强方法，该方法包括以下步骤：>
2、利用超声波探测仪采集待检测管道的超声波图像；获取超声波图像中的滤波点，构建每个滤波点的矩形窗口；设置多个搜索窗口；
3、对于每个滤波点，根据滤波点的矩形窗口与每个搜索窗口的灰度分布获取滤波点的矩形窗口与每个搜索窗口的灰度变化一致性；将滤波点的矩形窗口与每个搜索窗口的灰度变化一致性构成滤波点的矩形窗口的一致性序列；
4、根据滤波点的矩形窗口与每个搜索窗口的灰度变化一致性以及滤波点的搜索窗口的一致性序列，获取每个搜索窗口作为滤波点的邻域块的可能程度；根据所述可能程度筛选多个搜索窗口作为滤波点的邻域块；根据滤波点的所有邻域块以及滤波点的矩形窗口的灰度分布获取滤波点的滤波权重；
5、根据超声波图像中每个滤波点的滤波权重对超声波图像进行去噪处理，获得去噪后的超声波图像，实现超声波图像的增强。
6、优选的，所述构建每个滤波点的矩形窗口，包括的具体步骤如下：
7、以每个滤波点为中心构建大小的窗口，将其作为每个滤波点的矩形窗口，其中为预设的矩形窗口边长。
8、优选的，所述设置多个搜索窗口，包括的具体步骤如下：
9、构建大小的窗口，将该窗口的中心点与超声波图像的左上角第一个像素点对齐，得到第一个搜索窗口，将该搜索窗口从超声波图像的左上角第一个像素点开始，以步长为1先从左向右再从上到下进行滑动，得到多个搜索窗口，其中为预设的矩形窗口边长。
10、优选的，所述根据滤波点的矩形窗口与每个搜索窗口的灰度分布获取滤波点的矩形窗口与每个搜索窗口的灰度变化一致性，包括的具体步骤如下：
11、
12、式中，表示第个滤波点的矩形窗口与第个搜索窗口的灰度变化一致性，其中，取遍中的每个整数，表示超声波图像中包含的像素点数量，取遍中的每个整数且，表示第个滤波点的矩形窗口中所有像素点的灰度均值，表示第个搜索窗口中所有像素点的灰度均值，表示第个滤波点的矩形窗口中所有像素点的灰度方差，表示第个搜索窗口中所有像素点的灰度方差，表示以自然常数为底的指数函数。
13、优选的，所述将滤波点的矩形窗口与每个搜索窗口的灰度变化一致性构成滤波点的矩形窗口的一致性序列，包括的具体步骤如下：
14、将滤波点的矩形窗口与每个搜索窗口的灰度变化一致性按照从大到小的顺序进行排列，得到滤波点的矩形窗口的一致性序列。
15、优选的，所述获取每个搜索窗口作为滤波点的邻域块的可能程度，包括的具体步骤如下：
16、
17、式中，表示第个搜索窗口作为第个滤波点的邻域块的可能程度，其中，取遍中的每个整数，表示管道的超声波图像中包含的像素点数量，取遍中的每个整数且，表示第个滤波点的矩形窗口与第个搜索窗口的灰度变化一致性，表示第个滤波点的矩形窗口的中心点与第个搜索窗口的中心点之间的距离，表示第个滤波点的矩形窗口的一致性序列与第个滤波点的矩形窗口的一致性序列的皮尔逊相关系数。
18、优选的，所述根据所述可能程度筛选多个搜索窗口作为滤波点的邻域块，包括的具体步骤如下：
19、当搜索窗口作为该滤波点的邻域块的可能程度大于预设的可能程度阈值时，将该搜索窗口作为该滤波点的邻域块。
20、优选的，所述根据滤波点的所有邻域块以及滤波点的矩形窗口的灰度分布获取滤波点的滤波权重，包括的具体步骤如下：
21、
22、式中，表示第个滤波点的滤波权重，表示第个滤波点的第个邻域块作为该滤波点的邻域块的可能程度，表示第个滤波点的邻域块的数量，表示预设的矩形窗口边长，表示第个滤波点的矩形窗口中第个像素点的灰度值，表示第个滤波点的第个邻域块中第个像素点的灰度值。
23、优选的，所述对超声波图像进行去噪处理采用的是非局部均值滤波算法。
24、优选的，所述获取超声波图像中的滤波点，包括的具体步骤如下：
25、将超声波图像中每个像素点分别作为一个滤波点。
26、本专利技术的技术方案的有益效果是：本专利技术根据超声波图像中不同区域的灰度变化，来获得每个滤波点矩形窗口与搜索窗口的灰度变化一致性，然后获得一致性序列，进而根据不同位置滤波点一致性序列的相关性来获得搜索窗口作为对应矩形窗口的邻域块的可能程度，然后对搜索窗口进行筛选，获得每个滤波点对应的多个邻域块；进而在根据多个邻域块的灰度变化来对滤波点所在的局部区域进行噪声估计，获得其滤波权重。本专利技术能够通过比较图像中不同区域的噪声影响程度不同，以及纹理的不同来获得更好的滤波去噪效果，对超声波图像的去噪更彻底，使得去噪之后的超声波图像中裂纹缺陷更加清晰，从而提高了对管道中的裂纹缺陷识别的准确性。
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1.一种超声波管道裂纹图像增强方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种超声波管道裂纹图像增强方法，其特征在于，所述构建每个滤波点的矩形窗口，包括的具体步骤如下：
3.根据权利要求1所述的一种超声波管道裂纹图像增强方法，其特征在于，所述设置多个搜索窗口，包括的具体步骤如下：
4.根据权利要求1所述的一种超声波管道裂纹图像增强方法，其特征在于，所述根据滤波点的矩形窗口与每个搜索窗口的灰度分布获取滤波点的矩形窗口与每个搜索窗口的灰度变化一致性，包括的具体步骤如下：
5.根据权利要求1所述的一种超声波管道裂纹图像增强方法，其特征在于，所述将滤波点的矩形窗口与每个搜索窗口的灰度变化一致性构成滤波点的矩形窗口的一致性序列，包括的具体步骤如下：
6.根据权利要求1所述的一种超声波管道裂纹图像增强方法，其特征在于，所述获取每个搜索窗口作为滤波点的邻域块的可能程度，包括的具体步骤如下：
7.根据权利要求1所述的一种超声波管道裂纹图像增强方法，其特征在于，所述根据所述可能程度筛选多个搜索窗口作为滤波点
8.根据权利要求1所述的一种超声波管道裂纹图像增强方法，其特征在于，所述根据滤波点的所有邻域块以及滤波点的矩形窗口的灰度分布获取滤波点的滤波权重，包括的具体步骤如下：
9.根据权利要求1所述的一种超声波管道裂纹图像增强方法，其特征在于，所述对超声波图像进行去噪处理采用的是非局部均值滤波算法。
10.根据权利要求1所述的一种超声波管道裂纹图像增强方法，其特征在于，所述获取超声波图像中的滤波点，包括的具体步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种超声波管道裂纹图像增强方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种超声波管道裂纹图像增强方法，其特征在于，所述构建每个滤波点的矩形窗口，包括的具体步骤如下：
3.根据权利要求1所述的一种超声波管道裂纹图像增强方法，其特征在于，所述设置多个搜索窗口，包括的具体步骤如下：
4.根据权利要求1所述的一种超声波管道裂纹图像增强方法，其特征在于，所述根据滤波点的矩形窗口与每个搜索窗口的灰度分布获取滤波点的矩形窗口与每个搜索窗口的灰度变化一致性，包括的具体步骤如下：
5.根据权利要求1所述的一种超声波管道裂纹图像增强方法，其特征在于，所述将滤波点的矩形窗口与每个搜索窗口的灰度变化一致性构成滤波点的矩形窗口的一致性序列，包括的具体步骤如下：
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：卞开锋，沈阳，兰乐意，黄云国，刘云芳，石强，王宏伟，
申请(专利权)人：中建安装集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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