CN115100154A - 一种磁粉检测标准试片磁痕评估方法 - Google Patents

一种磁粉检测标准试片磁痕评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁粉检测标准试片磁痕评估方法，包括：对标准试片磁痕图像进行切片；统计所得图像中背景的平均灰度及灰度标准差；将所得图像中背景的平均灰度及灰度标准差作为辅助图中纯白色像素的坐标集合，通过辅助图获取背景掩膜及磁痕掩膜；对背景掩膜及磁痕掩膜内的背景像素进行直方图统计，对归一化后的直方图从像素值为0处开始进行面积积分，当积分值达到预设值时，则将此时直方图的灰度值作为二值化阈值；对磁痕掩膜内的像素点进行二值化；根据磁痕显示图像内的黑色像素点计算磁痕强度，并根据磁痕强度评估磁粉检测标准试片的磁痕清晰度，该方法能够实现标准试片磁痕显示的量化评估。

Description

一种磁粉检测标准试片磁痕评估方法
技术领域
本发明属于无损检测领域，涉及一种磁粉检测标准试片磁痕评估方法。
背景技术
磁粉检测的原理是，通过对铁磁性工件通磁，使磁力线在工件表面或近表面的缺陷产生畸变，从而形成漏磁场，漏磁场会对磁粉产生吸引作用而产生磁痕，在合适的光照下会显示出缺陷的位置和形状。在进行磁粉检测前，需要通过观察标准试片上显示的磁痕来校验系统的综合灵敏度。然而对于标准试片上的磁痕显示，检测人员通常用“清晰”、“模糊”、“可见”、“不可见”等带有主观色彩的词语来形容，且现阶段并无对标准试片磁痕显示的量化标准。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种磁粉检测标准试片磁痕评估方法，该方法能够实现标准试片磁痕显示的量化评估。
为达到上述目的，本发明所述的磁粉检测标准试片磁痕评估方法包括以下步骤：
1)导入标准试片磁痕图像，重新设置标准试片磁痕图像的大小；
2)载入辅助图，对辅助图中不同颜色的点坐标进行统计；
3)选择感兴趣区ROI，对标准试片磁痕图像进行切片；
4)在步骤3)得到的图像中选择图像上标准试片的四个角，并对输入的四个角坐标进行重新排序，以实现对试片的透射变换，并去除多余部分；
5)统计步骤4)所得图像中背景的平均灰度及灰度标准差；
6)通过辅助图获取背景掩膜及磁痕掩膜；
7)对背景掩膜及磁痕掩膜内的背景像素进行直方图统计，并进行归一化；
8)对归一化后的直方图从像素值为0处开始进行面积积分，当积分值达到预设值时，则将此时直方图的灰度值作为二值化阈值；
9)通过步骤8)中得到的二值化阈值对磁痕掩膜内的像素点进行二值化；
10)去除被记入磁痕显示的多余背景像素点；
11)根据磁痕显示图像内的黑色像素点计算磁痕强度，并根据磁痕强度评估磁粉检测标准试片的磁痕清晰度。
步骤1)中所用的试片为A型试片。
步骤1)中重新设置标准试片磁痕图像的大小至1248*936。
步骤2)中载入的辅助图的尺寸为600*600，其中心包含圆环及垂直线条，为纯黑色，圆环及线条宽度均为50像素，分别统计纯黑色与纯白色的像素坐标。
将辅助图中纯黑色坐标集合中的灰度值变为0，其余坐标灰度值为255，得背景掩膜。
将辅助图中纯黑色坐标集合中灰度值变为255，其余坐标灰度值为0，得磁痕掩膜。
步骤8)中的预设值为面积积分值达到1％时对应的积分值。
步骤9)中，将磁痕掩膜外的灰度值变为255，在磁痕掩膜内，当任一像素点的灰度值高于二值化阈值时，则将其灰度值改为255，当任一点像素值的灰度低于二值化阈值时，则将其灰度改为0。
步骤10)中，遍历磁痕直方图中的像素点，将像素坐标按灰度值进行分组。对于灰度值i，其坐标列表为list(i)随后将坐标顺序打乱。如果灰度值i下磁痕像素数量x大于背景像素数量y，则将x-y赋值给x，否则对x赋值为0。随后只保留list(i)中前x个坐标。
步骤11)中，磁痕强度的计算公式为磁痕强度的计算公式为
Figure BDA0003721793400000031
其中n为提取磁痕后图像中黑色像素点的数量；磁痕清晰度评价方法为：0≤I＜1：模糊，1≤I＜2：可见，2≤I＜3：较清晰，3≤I：清晰。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的磁粉检测标准试片磁痕评估方法在具体操作时，使用辅助图将磁痕显示部分与试片背景部分有效区分，避免用户由于拍摄角度不佳，无法获取从正上方拍摄的磁痕图像。同时采用分别统计磁痕掩膜与背景掩膜内像素直方图的方法，将归一化的直方图从灰度值为0开始进行面积积分，当积分值达到预设值时的灰度值作为二值化阈值，以便于将磁痕从背景中提取出来，最后采用磁痕强度以及磁痕清晰度实现对标准试片磁痕显示的量化。
附图说明
图1为处理前图像的示意图；
图2为辅助图；
图3为进行透射变换后的磁痕显示图；
图4为背景掩膜的示意图；
图5为磁痕掩膜的示意图；
图6为使用背景掩膜统计背景灰度平均值、标准差以及直方图；
图7为背景掩膜与磁痕掩膜内统计的灰度直方图；
图8为二值化后的磁痕显示图；
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
本发明所述的磁粉检测标准试片磁痕评估方法包括以下步骤：
1)导入标准试片磁痕图像，重新设置标准试片磁痕图像的大小；
2)载入辅助图，对辅助图中不同颜色的点坐标进行统计；
3)选择感兴趣区ROI(region of interest感兴趣区)，对标准试片磁痕图像进行切片；
4)在步骤3)得到的图像中选择图像上标准试片的四个角，并对输入的四个角坐标进行重新排序，以实现对试片的透射变换，并去除多余部分，图3为进行透射变换后的磁痕显示；
5)统计步骤4)所得图像中背景的平均灰度及灰度标准差；
6)通过辅助图获取背景掩膜及磁痕掩膜；
7)对背景掩膜及磁痕掩膜内的背景像素进行直方图统计，并进行归一化；
8)对归一化后的直方图从像素值为0处开始进行面积积分，当积分值达到预设值时，则将此时直方图的灰度值作为二值化阈值，参考图7及图8；
9)通过步骤8)中得到的二值化阈值对磁痕掩膜内的像素点进行二值化；
10)去除被记入磁痕显示的多余背景像素点；
11)根据磁痕显示图像内的黑色像素点计算磁痕强度，并根据磁痕强度评估磁粉检测标准试片的磁痕清晰度。
具体的，步骤1)中所用的试片为A型试片，磁化方法为磁轭法，重设的图片尺寸大小为1248*936。
步骤2)中图2为载入的辅助图，载入的辅助图的尺寸为600*600，其中心包含圆环及垂直线条，为纯黑色，圆环及线条宽度均为50像素，分别统计纯黑色与纯白色的像素坐标。
步骤5)中，采集背景的灰度平均值及其标准差的坐标集合作为辅助图中纯白色像素的坐标集合。
步骤6)中，背景掩膜与磁痕掩膜均由辅助图得到，其中，将辅助图中纯黑色坐标集合中的灰度值变为0，其余坐标灰度值为255，得背景掩膜；将辅助图中纯黑色坐标集合中灰度值变为255，其余坐标灰度值为0，得磁痕掩膜，其中，图4为背景掩膜，图5为磁痕掩膜。
步骤8)中的预设值为面积积分值达到1％时对应的积分值。
步骤9)中，将磁痕掩膜外的灰度值变为255，在磁痕掩膜内，当任一像素点的灰度值高于二值化阈值时，则将其灰度值改为255，当任一点像素值的灰度低于二值化阈值，则将其灰度改为0。
步骤10)中，遍历磁痕直方图中的像素点，将像素坐标按灰度值进行分组。对于灰度值i，其坐标列表为list(i)随后将坐标顺序打乱。如果灰度值i下磁痕像素数量x大于背景像素数量y，则将x-y赋值给x，否则对x赋值为0。随后只保留list(i)中前x个坐标。
步骤11)中，磁痕强度的计算公式为
Figure BDA0003721793400000061
其中n为提取磁痕后图像中黑色像素点的数量；磁痕清晰度评价方法为：0≤I＜1：模糊，1≤I＜2：可见，2≤I＜3：较清晰，3≤I：清晰。

Claims (10)

1.一种磁粉检测标准试片磁痕评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)导入标准试片磁痕图像，重新设置标准试片磁痕图像的大小；
2)载入辅助图，对辅助图中不同颜色的点坐标进行统计；
3)选择感兴趣区ROI，对标准试片磁痕图像进行切片；
4)在步骤3)得到的图像中选择图像上标准试片的四个角，并对输入的四个角坐标进行重新排序，以实现对试片的透射变换，并去除多余部分；
5)统计步骤4)所得图像中背景的平均灰度及灰度标准差；
6)通过辅助图获取背景掩膜及磁痕掩膜；
7)对背景掩膜及磁痕掩膜内的背景像素进行直方图统计，并进行归一化；
8)对归一化后的直方图从像素值为0处开始进行面积积分，当积分值达到预设值时，则将此时直方图的灰度值作为二值化阈值；
9)通过步骤8)中得到的二值化阈值对磁痕掩膜内的像素点进行二值化；
10)去除被记入磁痕显示的多余背景像素点；
11)根据磁痕显示图像内的黑色像素点计算磁痕强度，并根据磁痕强度评估磁粉检测标准试片的磁痕清晰度。
2.根据权利要求1所述的磁粉检测标准试片磁痕评估方法，其特征在于，步骤1)中所用的试片为A型试片。
3.根据权利要求1所述的磁粉检测标准试片磁痕评估方法，其特征在于，步骤1)中重新设置标准试片磁痕图像的大小至1248*936。
4.根据权利要求1所述的磁粉检测标准试片磁痕评估方法，其特征在于，步骤2)中载入的辅助图的尺寸为600*600，其中心包含纯黑色圆环及垂直线条，圆环及线条宽度均为50像素，分别统计纯黑色与纯白色的像素坐标。
5.根据权利要求1所述的磁粉检测标准试片磁痕评估方法，其特征在于，将辅助图中纯黑色坐标集合中的灰度值变为0，其余坐标灰度值为255，得背景掩膜。
6.根据权利要求1所述的磁粉检测标准试片磁痕评估方法，其特征在于，将辅助图中纯黑色坐标集合中灰度值变为255，其余坐标灰度值为0，得磁痕掩膜。
7.根据权利要求1所述的磁粉检测标准试片磁痕评估方法，其特征在于，步骤8)中的预设值为面积积分值达到1％时对应的积分值。
8.根据权利要求1所述的磁粉检测标准试片磁痕评估方法，其特征在于，步骤9)中，将磁痕掩膜外的灰度值变为255，在磁痕掩膜内，当任一像素点的灰度值高于二值化阈值时，则将其灰度值改为255，当任一点像素值的灰度低于二值化阈值时，则将其灰度改为0。
9.根据权利要求1所述的磁粉检测标准试片磁痕评估方法，其特征在于，步骤10)中，去除多余背景像素点方法为：遍历磁痕直方图中的像素点，将像素坐标按灰度值进行分组。对于灰度值i，其坐标列表为list(i)随后将坐标顺序打乱。如果灰度值i下磁痕像素数量x大于背景像素数量y，则将x-y赋值给x，否则对x赋值为0。随后只保留list(i)中前x个坐标。
10.根据权利要求9所述的磁粉检测标准试片磁痕评估方法，其特征在于，步骤11)中，磁痕强度的计算公式为
Figure FDA0003721793390000031
其中n为提取磁痕后图像中黑色像素点的数量。
磁痕清晰度评价方法为：0≤I＜1：模糊，1≤I＜2：可见，2≤I＜3：较清晰，3≤I：清晰。
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