基于热图时序特征的红外无损检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于热图时序特征的红外无损检测方法，是基于热图时序特征和PNN，提出了一种以像素为单位，实现缺陷红外无损检测的新方法。研究首先采用红外热像仪获取加热试件在降温过程中的红外时序热图；其次，提取时序热图中正常和异常区域的灰度值，建立不同区域的灰度值与时间的关系，进而获得相应的时序初始特征；再次，采用主成分分析实现初始特征降维，获得时序特征；最后，以时序特征为训练样本，构建概率神经网络。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，是基于热图时序特征和PNN，提出了一种以像素为单位，实现缺陷红外无损检测的新方法。研究首先采用红外热像仪获取加热试件在降温过程中的红外时序热图；其次，提取时序热图中正常和异常区域的灰度值，建立不同区域的灰度值与时间的关系，进而获得相应的时序初始特征；再次，采用主成分分析实现初始特征降维，获得时序特征；最后，以时序特征为训练样本，构建概率神经网络。【专利说明】
本专利技术涉及一种红外无损检测方法，尤其是一种。
技术介绍
红外无损检测法是近年来发展迅速的一种无损检测方法，与常规的涡流、射线等检测技术相比，该项检测技术具有非接触、全场、大面积、快速、直观、易实现检测自动化等优点，采用专用软件对获得的红外图像进行处理后，可进行识别缺陷，除此之外，检测时对周围环境没有特殊要求，设备轻便、可移动，特别适合现场应用和在线、在役检测。在国外，该技术已被用于金属和非金属材料及其复合结构件的无损检测。红外无损检测技术对温度具有高敏感性，是一种非接触、不破坏、实时、快速的无损检测方法，能检测小于0.1° C的温度变化并能在线检测物体表面温度，具有快速、准确、直观等优点。目前，红外无损检测的研究主要通过分析某一个时间点，检测物不同位置的温度差异或者某两个时刻点，检测物相同位置的温度差异，并借助图像处理来实现缺陷检测的。该过程中，一方面由于可获取的特征较少；另一方面，由于单纯图像处理的识别效果差等原因，最终局限了红外无损检测研究的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的是一种，采用时序特征的方法，以更全面地体现出被检测物表面灰度值随时间变化的信息；采用主成分分析方法和概率神经网络，以像素单位实现红外无损检测，使整个方案更简洁、操作更简单，效果更准确。鉴于上述需解决的问题，本专利技术针对不同缺陷类型检测的需要，首先使用红外热源对被检物进行加热后，采用红外热像仪获取被检物在降温过程中其表面的红外辐射信息，并生成红外时序热图；其次，对图像进行处理，划分正常区域和异常区域，提取特定区域像素点的灰度值，并采用曲线拟合处理数据达到减少系统误差；然后，根据拟合后的曲线获取相同时间间隔的时序特征，采用主成分分析方法提取主成分作为训练样本；最后构建概率神经网络并以每个像素点的时序特征作为测试样本放入概率神经网络中对每个像素点进行缺陷的判定，从而实现缺陷红外无损检测。本专利技术有效解决了传统方法中特征信息缺乏，单一图像处理识别效果差的问题。本专利技术具有效率高、成本低、检测范围广等特点，为红外无损检测技术提出了更有益的解决方案。，它包括热激励系统、图像采集系统以及计算机图像处理系统，其中热激励系统采用250w的红外热源，用于加热试件，将热源放在试件的正上方，设定好热源与试件的固定距离，使得加热均匀；然后通过红外热像仪拍摄红外热图，红外热像仪其光谱范围为8 μ m-14 μ m,测温范围为-20 V至400 V，热灵敏度为0.08°C，设定为自动采样，红外热像仪固定在实验桌上，其视场刚好覆盖试件的表面，其输出信号通过USB数据传输线与计算机相连，在计算机内部装有图像处理软件，控制器与计算机通过RS232串口线相连。通过计算机内系统自带的软件对数据进行处理。为了达到上述的专利技术目的，本专利技术包括下列步骤: 一、红外时序热图采集 首先，采用热激励源距离试件IOcm对试件缺陷面加热20min后；其次，通过红外热像仪自动采集试件降温过程中的红外时序热图，间隔时间为30s， 红外热图的灰度级直接反应了温度高低及其分布特征。因此，温差越大，图像的对比度也越大，就越利于识别目标。热图像上某一像素点(L0处的灰度值/Ti, j)与该温度值T(i, j)存在如下关系:【权利要求】1..，其特征在于:首先，使用红外热源对钢板进行加热后，采用红外热像仪获取钢板在降温过程中其表面的红外辐射信息，生成红外时序热图；其次，对图像进行灰度化处理，提取特定区域像素点的灰度值作为时序特征并采用曲线拟合处理数据；然后，采用主成分分析方法提取正常区域和异常区域像素点的特征向量；最后基于概率神经网络，以像素为单位实现缺陷的红外无损检测。2.一种，其特征在于:包括下列步骤: 一、红外时序热图采集 首先，采用热激励源距离试件IOcm对试件缺陷面加热20min后；其次，通过红外热像仪自动采集试件降温过程中的红外时序热图，间隔时间为30s，热图像上某一像素点CU)处的灰度值/Ti, j)与该温度值T(i, j)存在如下关系: 【文档编号】G01N21/88GK103439342SQ201310422628【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日 【专利技术者】周建民, 李鹏, 符正晴, 蔡莉, 胡林海, 尹洪妍 申请人:华东交通大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
.基于热图时序特征的红外无损检测方法，其特征在于：首先，使用红外热源对钢板进行加热后，采用红外热像仪获取钢板在降温过程中其表面的红外辐射信息，生成红外时序热图；其次,对图像进行灰度化处理，提取特定区域像素点的灰度值作为时序特征并采用曲线拟合处理数据；然后，采用主成分分析方法提取正常区域和异常区域像素点的特征向量；最后基于概率神经网络,?以像素为单位实现缺陷的红外无损检测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周建民，李鹏，符正晴，蔡莉，胡林海，尹洪妍，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：