CN117152077A - 基于层析融合技术的无损探测方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于层析融合技术的无损探测方法、装置及存储介质,涉及工业无损探测技术领域,其技术方案要点是:包括如下步骤;S1、X‑Ray无损检测设备的初步准备;S2、扫描获取多张不同角度的基础的产品2D图像;S3、采用3D层析融合技术对基础的产品2D图像进行3D层析融合以得到初步的产品3D图像,接着进行迭代重建以得到产品的最终3D图像;S4、根据工艺要求将所述产品的最终3D图像沿任意角度三维切割成设定目标层数的切片图像;S5、在所有切片图像中识别并定位具有缺陷的切片图像及其位置来作为产品的检测结果,并输出文档便于分析。本发明有效缩短了扫描时间,提高了设备的检测工作效率,有效解决了目前市面上只能抽样检测产品瑕疵的问题。
Description
技术领域
本发明涉及工业无损探测技术领域,更具体地说,它涉及基于层析融合技术的无损探测方法、装置及存储介质。
背景技术
X射线常用于医学、材料科学、物理学、生物学等各个领域,是检测的常用电磁波。X射线无损检测设备是一种利用X射线透视原理进行物体检测和成像分析的设备,它可以根据不同产品使用不同的电压、电流生成所需的能处理的X射线图像,从而使用层析融合技术进行合成切片检测出肉眼无法识别的内部缺陷,并且具有非常广泛的应用范围,在工业中常用于电子元件、电路板以及金属材料的缺陷无损检测。
现有的产品无损检测中常用传统的3D CT无损检测设备进行检测,其工作时:将产品放置在转盘上旋转360度以取得数百张或数千张2D断层图像,再通过图像重组算法形成3D图,采用该方法,图像重组时间较长,一般的扫描检测大概需要20-30分钟,工作效率较低,无法满足规模化的产品检测需求。
因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供基于层析融合技术的无损探测方法、装置及存储介质,有效缩短了扫描时间,提高了设备的检测工作效率,节省了大量的人力,可以实现规模化的检测,有效解决了目前市面上只能抽样检测产品瑕疵的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:基于层析融合技术的无损探测方法,所述方法用于工业无损检测,该方法包括如下步骤;
S1、X-Ray无损检测设备的初步准备;
S2、通过X-Ray无损检测设备扫描获取多张不同角度的基础的产品2D图像;
S3、采用3D层析融合技术对多张不同角度的基础的产品2D图像进行3D层析融合以得到初步的产品3D图像,接着对初步的产品3D图像进行迭代重建以得到产品的最终3D图像;
S4、根据工艺要求将所述产品的最终3D图像沿任意角度三维切割成设定目标层数的切片图像;
S5、在所有切片图像中识别并定位具有缺陷的切片图像及其位置来作为产品的检测结果,并输出文档便于分析。
在其中一个实施例中,所述X-Ray无损检测设备包括X射线管、X射线探测器、可将产品移载至X射线管和X射线探测器之间并对产品进行Z轴移动的移载机构以及可分别驱动X射线管和X射线探测器沿XY轴运动的驱动机构,所述X射线探测器的一侧还设置有光学相机。
在其中一个实施例中,所述X-Ray无损检测设备的初步准备包括对产品和X-Ray无损检测设备。
在其中一个实施例中,所述通过X-Ray无损检测设备扫描获取多张不同角度的基础的产品2D图像具体步骤为:驱动机构分别驱动X射线管和X射线探测器在XY平面内运动,使得X射线管发射的射线源可通过多个射线源视角覆盖整个产品以获取到尽可能多的视角信息,在多个射线源的视角范围内分别获取多张基础的产品2D图像,以便于实现有效的3D层析融合。
在其中一个实施例中,步骤S2中,根据工艺要求设定X-Ray的剂量,同时可选择性地通过微调X-Ray使其可以通过产品的特征适配合适的射线剂量和曝光时间。
在其中一个实施例中,步骤S3中,所述对初步的产品3D图像进行迭代重建以得到产品的最终3D图像包括如下步骤:
S31、完成步骤S1后,获取一张模拟图像;
S32、将所述模拟图像正投影成一张模拟正弦曲线图,记为A;
S33、在得到初步的产品3D图像后,实时生成一张正弦曲线图,记为B,将A与B对比后,实时调整A;
S34、将A反射投影成图像,再将图像投影回A,将A与B做对比,更新A的数据,并实时调整A,不断迭代循环;
S35、判断A与B的误差是否足够小,若误差过大,则继续重复步骤S1-步骤S4继续迭代,若误差足够小且达到目标范围内,则直接生成产品的最终3D图像。
在其中一个实施例中,在实时调整A时包括对A进行降噪、伪影抑制以及对比度和分辨率的调节。
一种计算机装置,包括:处理器、存储器、通信接口和通信总线,所述处理器、存储器和通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信,所述存储器用于存放至少一可执行指令,所述可执行指令使所述处理器执行任一所述的基于层析融合技术的无损探测方法对应的操作。
一种计算机存储介质,所述计算机存储介质中存储有至少一个可执行指令,所述可执行指令使处理器执行任一所述的基于层析融合技术的无损探测方法对应的操作。
综上所述,本发明具有以下有益效果:本发明通过采用X-Ray无损检测设备获取多张不同角度的基础的产品2D图像,再通过3D层析融合技术对多张不同角度的基础的产品2D图像进行3D层析融合,与现有技术相比只需要获取少量的产品2D图像即可重构出产品的整个3D图像,有效缩短了扫描时间,提高了设备的检测工作效率,节省了大量的人力,可以实现规模化的检测,有效解决了目前市面上只能抽样检测产品瑕疵的问题,并且可沿任意角度三维切割得到产品的多层图像层,能更彻底的暴露产品的隐藏缺陷。
附图说明
图1为本申请的实施例的基于层析融合技术的无损探测方法的流程框图;
图2为对初步的产品3D图像进行迭代重建以得到产品的最终3D图像的流程框图。
具体实施方式
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实施例,而不是全部的实施例。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,都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示,本申请的实施例提供了基于层析融合技术的无损探测方法,所述方法用于工业无损检测,该方法包括如下步骤;
S1、X-Ray无损检测设备的初步准备;
S2、通过X-Ray无损检测设备扫描获取多张不同角度的基础的产品2D图像;
S3、采用3D层析融合技术对多张不同角度的基础的产品2D图像进行3D层析融合以得到初步的产品3D图像,接着对初步的产品3D图像进行迭代重建以得到产品的最终3D图像;
S4、根据工艺要求将所述产品的最终3D图像沿任意角度三维切割成设定目标层数的切片图像;
S5、在所有切片图像中识别并定位具有缺陷的切片图像及其位置来作为产品的检测结果,并输出文档便于分析。
本实施例中,所述X-Ray无损检测设备包括X射线管、X射线探测器、可将产品移载至X射线管和X射线探测器之间并对产品进行Z轴移动的移载机构以及可分别驱动X射线管和X射线探测器沿XY轴运动的驱动机构,所述X射线探测器的一侧还设置有光学相机。
上述设置中,X射线管用于向产品发射X射线,X射线探测器用于接收X射线并输出图像数字信号,光学相机用于对产品进行拍照,以结合X射线探测器输出的图像数字信进行可视化图像分析处理。
本实施例中,所述X-Ray无损检测设备的初步准备包括对产品和X-Ray无损检测设备(各驱动机构、光学标定、坐标系在设备中的参考基准)进行标定,使得二者实现三维空间坐标系内的转换。
本实施例中,所述通过X-Ray无损检测设备扫描获取多张不同角度的基础的产品2D图像具体步骤为:驱动机构分别驱动X射线管和X射线探测器在XY平面内运动,使得X射线管发射的射线源可通过多个射线源视角覆盖整个产品以获取到尽可能多的视角信息,在多个射线源的视角范围内分别获取多张基础的产品2D图像,以便于实现有效的3D层析融合。
本实施例中,步骤S2中,根据工艺要求设定X-Ray的剂量,同时可选择性地通过微调X-Ray使其可以通过产品的特征适配合适的射线剂量和曝光时间。
本实施例中,步骤S3中,所述对初步的产品3D图像进行迭代重建以得到产品的最终3D图像包括如下步骤:
S31、完成步骤S1后,获取一张模拟图像;
S32、将所述模拟图像正投影成一张模拟正弦曲线图,记为A;
S33、在得到初步的产品3D图像后,实时生成一张正弦曲线图,记为B,将A与B对比后,实时调整A;
S34、将A反射投影成图像,再将图像投影回A,将A与B做对比,更新A的数据,并实时调整A,不断迭代循环;
S35、判断A与B的误差是否足够小,若误差过大,则继续重复步骤S1-步骤S4继续迭代,若误差足够小且达到目标范围内,则直接生成产品的最终3D图像。
上述方式中,A相当于用作生成产品的最终3D图像的载体,只有对A进行不断地迭代,使其获得的信息量足够大,才能得到更有效的产品的最终3D图像。
本实施例中,在实时调整A时包括对A进行降噪、伪影抑制以及对比度和分辨率的调节。
本发明还公开了一种计算机装置,其特征在于:包括:处理器、存储器、通信接口和通信总线,所述处理器、存储器和通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信,所述存储器用于存放至少一可执行指令,所述可执行指令使所述处理器执行任一所述的基于层析融合技术的无损探测方法对应的操作。
本发明还公开了一种计算机存储介质,其特征在于:所述计算机存储介质中存储有至少一个可执行指令,所述可执行指令使处理器执行任一所述的基于层析融合技术的无损探测方法对应的操作。
综上所述,本发明通过采用X-Ray无损检测设备获取多张不同角度的基础的产品2D图像,再通过3D层析融合技术对多张不同角度的基础的产品2D图像进行3D层析融合,与现有技术相比只需要获取少量的产品2D图像即可重构出产品的整个3D图像,有效缩短了扫描时间,提高了设备的检测工作效率,节省了大量的人力,可以实现规模化的检测,有效解决了目前市面上只能抽样检测产品瑕疵的问题,并且可沿任意角度三维切割得到产品的多层图像层,能更彻底的暴露产品的隐藏缺陷。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.基于层析融合技术的无损探测方法,所述方法用于工业无损检测,其特征在于:该方法包括如下步骤;
S1、X-Ray无损检测设备的初步准备;
S2、通过X-Ray无损检测设备扫描获取多张不同角度的基础的产品2D图像;
S3、采用3D层析融合技术对多张不同角度的基础的产品2D图像进行3D层析融合以得到初步的产品3D图像,接着对初步的产品3D图像进行迭代重建以得到产品的最终3D图像;
S4、根据工艺要求将所述产品的最终3D图像沿任意角度三维切割成设定目标层数的切片图像;
S5、在所有切片图像中识别并定位具有缺陷的切片图像及其位置来作为产品的检测结果,并输出文档便于分析。
2.根据权利要求1所述的基于层析融合技术的无损探测方法,其特征在于:所述X-Ray无损检测设备包括X射线管、X射线探测器、可将产品移载至X射线管和X射线探测器之间并对产品进行Z轴移动的移载机构以及可分别驱动X射线管和X射线探测器沿XY轴运动的驱动机构,所述X射线探测器的一侧还设置有光学相机。
3.根据权利要求2所述的基于层析融合技术的无损探测方法,其特征在于:所述X-Ray无损检测设备的初步准备包括对产品和X-Ray无损检测设备进行标定,使得二者实现三维空间坐标系内的转换。
4.根据权利要求2所述的基于层析融合技术的无损探测方法,其特征在于:所述通过X-Ray无损检测设备扫描获取多张不同角度的基础的产品2D图像具体步骤为:驱动机构分别驱动X射线管和X射线探测器在XY平面内运动,使得X射线管发射的射线源可通过多个射线源视角覆盖整个产品以获取到尽可能多的视角信息,在多个射线源的视角范围内分别获取多张基础的产品2D图像,以便于实现有效的3D层析融合。
5.根据权利要求1所述的基于层析融合技术的无损探测方法,其特征在于:步骤S2中,根据工艺要求设定X-Ray的剂量,同时可选择性地通过微调X-Ray使其可以通过产品的特征适配合适的射线剂量和曝光时间。
6.根据权利要求1所述的基于层析融合技术的无损探测方法,其特征在于:步骤S3中,所述对初步的产品3D图像进行迭代重建以得到产品的最终3D图像包括如下步骤:
S31、完成步骤S1后,获取一张模拟图像;
S32、将所述模拟图像正投影成一张模拟正弦曲线图,记为A;
S33、在得到初步的产品3D图像后,实时生成一张正弦曲线图,记为B,将A与B对比后,实时调整A;
S34、将A反射投影成图像,再将图像投影回A,将A与B做对比,更新A的数据,并实时调整A,不断迭代循环;
S35、判断A与B的误差是否足够小,若误差过大,则继续重复步骤S1-步骤S4继续迭代,若误差足够小且达到目标范围内,则直接生成产品的最终3D图像。
7.根据权利要求6所述的基于层析融合技术的无损探测方法,其特征在于:在实时调整A时包括对A进行降噪、伪影抑制以及对比度和分辨率的调节。
8.一种计算机装置,其特征在于:包括:处理器、存储器、通信接口和通信总线,所述处理器、存储器和通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信,所述存储器用于存放至少一可执行指令,所述可执行指令使所述处理器执行如权利要求1至7中任意一项所述的基于层析融合技术的无损探测方法对应的操作。
9.一种计算机存储介质,其特征在于:所述计算机存储介质中存储有至少一个可执行指令,所述可执行指令使处理器执行如权利要求1至7中任意一项所述的基于层析融合技术的无损探测方法对应的操作。
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CN202311103102.1A Pending CN117152077A (zh) | 2023-08-30 | 2023-08-30 | 基于层析融合技术的无损探测方法、装置及存储介质 |
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103543168A (zh) * | 2013-10-12 | 2014-01-29 | 华南理工大学 | 一种多层封装基板缺陷的x射线检测方法及系统 |
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2023
- 2023-08-30 CN CN202311103102.1A patent/CN117152077A/zh active Pending
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