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焊缝缺陷X射线实时自动检测系统的图像处理侯润石,邵家鑫,王力,都东(清华大学机械工程系先进成形制造教育部重点实验室,北京100084)摘要:针对焊缝缺陷X射线实时自动检测技术普遍存在误检率与漏检率高的问题,研制了钢管焊缝缺陷X射线实时自动检测系统。研究了采用波形分析法与背景消除法信息融合进行焊缝缺陷检测的方法,从而有效降低了误检率与漏检率。该系统已用于西气东输钢管焊缝缺陷X射线实时自动检测。关键词:射线检测;焊缝缺陷;实时图像处理中图分类号:TG115.28文献标识码:A文章编号:100026656(2009)0220099203ImageProcessingofReal2TimeAutomaticX2RayInspectionSystemforWeldDefectsHOURun2Shi,SHAOJia2Xin,WANGLi,DUDong(KeyLaboratoryforAdvancedMaterialsProcessingTechnology,MinistryofEducation,PRChinaDepartmentofMechanicalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Real2timeautomaticX2rayinspectiontechniquehastheadvantageofgoodconsistencyandhighautomation,soitisfitforon2lineinspectionoflongweld.Howeverthistechniqueishardtobeappliedinpracticeduetohighfalsealarmandmisseddetectionrates.Aimingatthisproblem,thereal2timeX2rayautomaticinspectionsystemforwelddefectsinpipewasestablished.TheinformationfusionwasproposedintwodefectsegmentationmethodsofweldX2rayimageetal,backgroundsubtractionandgreylevelwaveanalysis,thusthefalsealarmandmisseddetectionratesweredecreasedgreatly.ThissystemwasbeingusedforsteelpipemanufactureintheWest2Eastnaturalgastransmissionproject.Keywords:Radiographictesting;Welddefects;Real2timeimageprogressingX射线实时成像检测是利用X射线图像增强器或平板探测器等器件,将X射线图像转换为可见光图像,并在监视器显示以进行检测的方法。它的突出优点是可实现在线连续检测,能与流水线连续生产方式相匹配,常被应用于重要焊接结构的在线连续生产过程,如石油天然气输送用钢管的厂内制造[1]。目前焊缝X射线实时检测主要依赖人工观测监视器中的图像来发现缺陷,存在以下主要问题:①自动化水平较低,劳动强度大,人为因素对检测效果的负面影响难以规避。②某些类型和位置的缺陷漏检率和误检率较高。因此,迫切需要提高焊缝X射线实时检测的自动化水平,降低漏检率和误检率[2,3]。焊缝缺陷X射线实时自动检测的核心是动态图像处理技术,与针对评片技术的静态图像处理相比有明显不同:①动态成像时间短,工业现场获得的图像噪声大、对比度低,图像质量明显比胶片差,尤其是工件厚度较大时。②动态图像不可避免存在运动模糊。③在线检测对图像处理的实时性要求很高。笔者提出了波形分析法与背景消除法相融合进行缺陷检测以降低误检率和漏检率的方法,并研制了钢管焊缝缺陷X射线实时自动检测系统。收稿日期:2008204210基金项目:国家自然科学基金资助项目作者简介:侯润石(1978-),男,博士研究生,研究方向为用于无损检测的信息融合与图像处理技术。1系统构成获取焊缝X射线动态图像的器件主要有图像992009年第31卷第2期NDT无损检测侯润石等:焊缝缺陷X射线实时自动检测系统的图像处理增强器和平板探测器等。现有的平板探测器十分昂贵且成像需要较长时间,不适于动态检测场合。因此目前仍主要采用图像增强器。焊缝缺陷X射线实时自动检测硬件系统如图1所示。中提取出焊缝区域。通过对垂直于焊接方向的列灰度曲线进行梯度变化分析,找出列灰度中梯度变化幅值最大点,进而提取出焊缝的边界点。如图2所示,提取列序号为300的列灰度曲线,对该列灰度进行平滑滤波