论文中文题名: | 管壁探伤图像展开与动点拼接方法研究 |
姓名: | |
学号: | 18307205013 |
保密级别: | 公开 |
论文语种: | chi |
学科代码: | 085208 |
学科名称: | 工学 - 工程 - 电子与通信工程 |
学生类型: | 硕士 |
学位级别: | 工程硕士 |
学位年度: | 2021 |
培养单位: | 西安科技大学 |
院系: | |
专业: | |
研究方向: | 数字图像处理 |
第一导师姓名: | |
第一导师单位: | |
论文提交日期: | 2022-03-01 |
论文答辩日期: | 2021-12-05 |
论文外文题名: | Research on the Method of Image Unfolding and Moving Point Splicing for Flaw Detection on the Inner Wall of the Pipeline |
论文中文关键词: | |
论文外文关键词: | Pipeline flaw detection ; Image expansion ; SURF algorithm ; Best seam-line ; Image stitching |
论文中文摘要: |
工业热力管道广泛应用于社会生产中,由于其特殊的高温工作环境,易引发爆炸、泄漏等突发事件,影响社会安全和经济效益。传统的视频检测技术不能直观、精确地显示出真实的管道内壁信息,需要对视频连续帧截取的管道探伤图像进行展开、拼接等处理。并且对于环境恶劣的热工管道而言,视频图像相关传统算法存在适应性不强、实时性较差等问题,因此研究此类算法、精准地实时监测管道内壁的探伤情况具有重要意义。 针对采集图像的复杂背景,对噪声来源进行分析;利用图像去噪、增强等方法改善管道探伤图像质量。由于工业内窥镜采集的管道图像存在扭曲变形,且不适合人眼观察,因此提出一种图像展开方法。具体步骤为:首先采用自适应阈值分割和霍夫圆检测确定图像中心点并提取圆环区域;然后利用Bresenham直线扫描对圆环图像进行切向展开;最后结合双线性插值算法完成图像径向拉伸,提高展开图像的信息丰富度和清晰度。 分析传统SURF匹配算法存在计算量大、配准精度低等问题,结合热工管实际情况,为充分提取管道内壁的探伤特征,提出一种改进SURF-RANSAC特征匹配算法。在特征点邻域内采用圆形模板提取32维描述符,实现特征描述符的降维并减少数据复杂度。为了减少误匹配对数以及人为设定阈值对匹配结果的影响,利用自适应阈值方法完成特征点粗匹配;采取特征向量构建余弦约束优化RANSAC算法实现匹配点对的提纯。为解决图像融合过程中出现“错位”和“重影”现象,采用改进的最佳缝合线算法完成探伤图像拼接实验。通过仿真结果分析,相比于传统算法,改进的匹配算法不仅保证了运算速度,且精度达到95%以上;本文的融合算法使得拼接图像过渡平滑、自然,对管道探伤图像具有良好的鲁棒性和适用性。 |
论文外文摘要: |
Industrial thermal pipelines are widely used in social production. Due to their special high-temperature working environment, they are prone to explosions, leaks and other emergencies, which affect social safety and economic benefits. Traditional video detection technology cannot display the real pipeline inner wall information intuitively and accurately. It needs to expand and splice the pipeline flaw detection images of continuous frames of video. And for industrial pipelines with harsh environments, related processing algorithms have problems such as poor adaptability and poor real-time performance. Therefore, it is of great significance to study the image algorithm of the inner wall of the pipeline to accurately monitor the flaw detection of the inner wall of the pipeline in real time. In view of the complex background of the collected images, analyze the source of noise, use methods such as image denoising and enhancement to improve the quality of pipeline flaw detection images. Because the flaw detection images collected by industrial endoscopes are distorted and unsuitable for human observation, the Bresenham linear scanning method combined with the bilinear interpolation method is used to expand the collected flaw detection images. The specific methods of image expansion are as follows: First, use adaptive threshold segmentation algorithm and Hough circle detection to determine the center point of the image and extract the ring area. Then, use the Bresenham line scanning algorithm to expand the ring image tangentially. Finally, combine the bilinear interpolation algorithm, the image is stretched radially to improve the information richness and clarity of the expanded image. Analyzing the traditional SURF matching algorithm, which has the problems of large calculation amount and low registration accuracy. Combined with the actual situation of thermal pipes, an improved SURF-RANSAC algorithm is proposed to extract the flaw detection characteristics of the inner wall of the pipe. In the feature point neighborhood, a circular neighborhood is used instead of a rectangular neighborhood to extract 32-dimensional descriptors to achieve dimensionality reduction of feature descriptors and reduce data complexity. In order to reduce the impact of mismatch logarithm and artificial thresholds on the matching results. The adaptive threshold method is used to achieve the simple match. The feature vector is used to construct the cosine constraint optimization RANSAC algorithm to achieve the purification of matching point pairs. In order to solve the phenomenon of "dislocation" and "ghosting" in the fusion process, an improved best seam-line algorithm was used to complete the splicing experiment of flaw detection images. The simulation results show that compared with the traditional SURF algorithm, the improved matching algorithm not only guarantees the operation speed, but also has an accuracy of more than 95%. The fusion algorithm in this paper makes the stitched image transition smooth and natural, and has good robustness and applicability to the pipeline flaw detection image. |
参考文献: |
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中图分类号: | TP391.4 |
开放日期: | 2022-03-02 |