一种太赫兹无损检测可视化测试软件平台的制作方法

本发明涉及材料检测领域，具体的说，是一种太赫兹无损检测可视化测试软件平台。

背景技术：

太赫兹波是频率在0.1-10thz的电磁波，能够透过泡沫、陶瓷、塑料、高分子复合材料、磁性材料等这些可见光与红外波、甚至超声波都无法透过的材料，所以可以实现对这些材料的无损检测，形成一种基于射线的无损检测技术。作为一种新型的手段，太赫兹无损检测具有十分广阔的应用前景。

在航天、兵器等领域中，多种飞行器需穿越大气层，飞行器的机体以绝热层/壳体构成多层胶结结构，以实现绝热、温度变化的过渡，这使得多层胶接结构的使用日趋普遍。飞行器在发射、飞行的过程中，要承受各种载荷，例如温度载荷、加速度载荷等，这些载荷对绝热层材料和壳体等的冲击极大，常会产生基体开裂、分层、裂纹和脱粘等缺陷。这些缺陷会导致机体烧穿，引起飞行器失控，甚至爆炸。因此，在飞行器发射前可利用太赫兹无损检测技术对多层胶结结构各个界面的粘接情况进行检测。

频率周期性变化的连续太赫兹波，在经过光学系统后聚焦于被检样品的待测面，在被检样品内部不同深度都会有反射的太赫兹回波，该回波信号被探测器接受后与同时产生经模数转换器adc转换的发射信号混频，根据光外差探测的原理，由混频器得到的中频信号就可以计算出距离信息，太赫兹回波还能得到物质的反射光强和相位信息。

现有技术条件下，没有能够对太赫兹无损检测产生的各种数据进行整合并进行专业地观察、分析与计算的软件平台，对太赫兹无损检测数据的分析有一定的延时，并且无法直观的显示，增加了对多层胶结结构的检测的周期与难度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够及时直观地展示出太赫兹无损检测所得数据的太赫兹无损检测可视化测试软件平台，从而有利于缩短整个测试周期，并便于及时反馈信息。

本发明通过下述技术方案实现：一种太赫兹无损检测可视化测试软件平台，通过编程设计软件平台，对多层胶结结构进行太赫兹无损检测后得到的svd格式文件包，通过将svd格式文件包导入到软件平台内，软件平台根据文件包内的相关数据在软件平台内显示多层胶结结构的二维太赫兹图像，所述的软件平台包括svd文件读取模块、界面显示模块和功能使用模块；

所述的svd文件读取模块主要用于导入太赫兹无损检测后得到的svd格式文件包；

所述的功能使用模块成像基础上进行的后续分析功能；

所述的功能使用模块包括小波去噪模块，小波去噪模块用于对svd格式文件包中的信息进行降噪处理；

所述的界面显示模块包括显示界面，利用matlab的图形绘制功能将svd文件包中进行降噪处理之后的信息显示在显示界面上并绘制出二维太赫兹图像。本方案提供一种能够对太赫兹无损检测所得数据进行处理的软件平台，从而提高对数据的利用效率以及检测的效率，本方案能够实现将太赫兹无损检测后得到的svd格式文件以二维太赫兹图像的形式及时展示，有利于缩短检测与得出最后结果的之间时长，从而起到提高检测效率的作用。

所述的小波去噪模块主要利用小波去噪的原理去除svd文件包中信息的噪声和识别信号以提高信息的真实性。以此能够提高本方案所展示二维太赫兹图像的真实性，从而便于直观地反映出多层胶结结构的缺陷，避免因为图像的真实性差而出现误判或精度差的问题。

所述的功能使用模块还包括图像增强模块和计算面积模块。

所述的图像增强模块主要用于通过直方图拉伸和直方图均衡化处理来增加检测样品中不同成分所显示图像的对比度。

所述的功能使用模块还包括阀值分析模块、边缘提取模块和区域生长模块；

所述的计算面积模块主要用于在太赫兹图像中建立空间坐标系并确定缺陷图像的重心，以此确定缺陷的位置；

所述的阀值分析模块主要是利用阈值分割来达到区分缺陷的目的；

所述的边缘提取模块或区域生长模块用于在阈值分割后将缺陷的轮廓勾勒出来；

所述的计算面积模块在阈值分割和缺陷轮廓勾勒出来之后，计算缺陷的面积和尺寸。

所述的界面显示模块还包括使用户对屏幕上的图像进行交互式操作的功能，所述的交互式操作包括旋转、平移、缩放中的一种或多种。

所述的界面显示模块还包括对颜色、光照、纹理和像素的设置。

还包括显示区域调节模块，所述的显示区域调节模块主要用于调节平面显示范围和调节纵向显示层数。

所述的软件平台采用matlab进行编程设计。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本方案提供一种能够对太赫兹无损检测所得数据进行处理的软件平台，从而能够提高检测的效率，本方案能够实现将太赫兹无损检测后得到的svd格式文件以二维太赫兹图像的形式及时、直观地展示，有利于缩短检测与得出最后结果的之间时长，从而起到提高检测效率的作用。

附图说明

图1为软件平台的结构示意图；

图2为软件平台的框架图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

本实施例中，一种太赫兹无损检测可视化测试软件平台，通过编程设计软件平台，对多层胶结结构进行太赫兹无损检测后得到的svd格式文件包，通过将svd格式文件包导入到软件平台内，软件平台根据文件包内的相关数据在软件平台内显示多层胶结结构的二维太赫兹图像，所述的软件平台包括svd文件读取模块、界面显示模块和功能使用模块。

所述的svd文件读取模块主要用于导入太赫兹无损检测后得到的svd格式文件包。

所述的功能使用模块成像基础上进行的后续分析功能。

所述的功能使用模块包括小波去噪模块，小波去噪模块用于对svd格式文件包中的信息进行降噪处理。本实施例中，通过降噪处理主要用于去除svd文件包中信息的噪声和识别信号，从而提高二维太赫兹图像的真实性以及清晰度，以便于将直观的反映出多层胶结结构的内部图像。

所述的界面显示模块包括显示界面，界面显示模块利用matlab的图形绘制功能将svd文件包中进行降噪处理之后的信息显示在显示界面上并绘制出二维太赫兹图像。所述的matlab为本领域技术人员的公知常识，本领域技术人员知道该如何利用matlab的图形绘制功能将svd文件包中的信息显示在显示界面上并绘制成二维太赫兹图，其具体的绘图过程也不作为本方案的改进点，故不对将信息显示在显示界面上并绘制出二维太赫兹图像的具体过程进行赘述。

在显示界面上绘制出的二维太赫兹图能够直观的反映出多层胶结结构的内部结构图，并根据不同的材料划分层数，通过二维太赫兹图能够反映出多层胶结结构的内部是否有脱粘、开裂、分层和/或裂纹等缺陷，以及缺陷所在的位置。

实施例2：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的小波去噪模块主要利用小波去噪的原理去除svd文件包中信息的噪声和识别信号以提高信息的真实性。小波去噪为现有成熟的技术手段，本领域技术人员知道该如何利用小波去噪去除svd文件包中信息的噪声和识别信号，并且其去噪的具体过程不作为本方案的改进点，故不对其具体的去噪过程进行赘述。通过去噪能够提高本方案所展示二维太赫兹图像的真实性，从而便于直观地反映出多层胶结结构的缺陷，避免因为图像的真实性差而出现误判或精度差的问题。本实施例中，其他未描述的部分与上述实施例的内容相同，故不赘述。

实施例3：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的功能使用模块还包括图像增强模块和计算面积模块。所述的图像增强模块主要用于通过直方图拉伸和直方图均衡化处理来增加检测样品中不同成分所显示图像的对比度。本实施例中，所述的直方图拉伸和直方图均衡化处理为现有技术，本领域技术人员知道如何进行直方图拉伸和直方图均衡化处理，并且直方图拉伸和直方图均衡化处理的具体过程不作为本方案的改进点，故不对直方图拉伸和直方图均衡化处理的具体过程进行赘述。本实施例中，其他未描述的部分与上述实施例的内容相同，故不赘述。

实施例4：

如图1、图2所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的功能使用模块还包括阀值分析模块、边缘提取模块和区域生长模块。

本实施例中，所述的计算面积模块主要用于在太赫兹图像中建立空间坐标系并确定缺陷图像的重心，以此确定缺陷的位置。

所述的阀值分析模块主要是利用阈值分割来达到区分缺陷的目的。本实施例中，阈值分割是为了区分检测样品中的不同成分，增加检测结果的直观性，本实施例中按照图像的灰度级，对像素集合进行一个划分，得到的每个子集形成一个与现实景物相对应的区域，各个区域内部具有一致的属性，而相邻区域不具有这种一致属性。这样的划分可以通过从灰度级出发选取一个或多个阈值来实现，达到区分缺陷的目的。

阈值分割后，要计算脱粘等缺陷的面积时，需将缺陷的轮廓勾勒出来。现在常用的勾勒轮廓的方法主要有边缘提取及区域生长两种方法。

所述的边缘提取模块或区域生长模块用于在阈值分割后将缺陷的轮廓勾勒出来。

所述的边缘提取是提取图像中我们感兴趣的部分，忽略我们所不关注的部分。其基于一个多阶边缘算子，通过对图像进行高斯滤波，用一阶偏导的有限差分来计算梯度，对梯度幅值应用非极大值抑制，用双阈值法检测和连接边缘等一系列操作。边缘提取算法能够较好的检测图像的边缘，并且在图像除噪和边缘细节保留上取得较好的平衡，使该功能达到理想效果。本实施例中，所述的边缘提取指的是指数字图像处理中，对于图片轮廓的一个处理。对于边界处，灰度值变化比较剧烈的地方，就定义为边缘。也就是拐点，拐点是指函数发生凹凸性变化的点。二阶导数为零的地方。所述的边缘提取为现有技术，本领域的技术人员知道如何利用边缘提取将缺陷的轮廓勾勒出来，并且边缘提取的具体过程不作为本方案的改进点，故不对边缘提取的具体过程进行赘述。

所述的区域生长的基本思想是将具有相似性质的像素集合起来构成区域。具体先对每个需要分割的区域找一个种子像素作为生长的起点，然后将种子像素周围邻域中与种子像素具有相同或相似性质的像素合并到种子像素所在的区域中，像素是否具有相同或相似性质根据某种事先确定的生长或相似准则来判定。将这些新像素当作新的种子像素继续进行上面的过程，直到再没有满足条件的像素可被包括进来，这样将一个区域就长成。所述的区域生长为现有技术，本领域的技术人员知道如何利用区域生长将缺陷的轮廓勾勒出来，并且区域生长的具体过程不作为本方案的改进点，故不对区域生长的具体过程进行赘述。

本实施例中，所述的计算面积模块在阈值分割和缺陷轮廓勾勒出来之后，计算缺陷的面积和尺寸。以图像的空间分辨率等要素为依据，提出脱粘位置和尺寸的量判精度。本实施例中，其他未描述的部分与上述实施例的内容相同，故不赘述。

实施例5：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的界面显示模块还包括使用户对屏幕上的图像进行交互式操作的功能，所述的交互式操作包括旋转、平移、缩放中的一种或多种。所述的界面显示模块还包括对颜色、光照、纹理和像素的设置。利用matlab的图形绘制功能即可实现对颜色、光照、纹理和像素的设置以及对图像进行旋转、平移、缩放等操作。本实施例中，其他未描述的部分与上述实施例的内容相同，故不赘述。

实施例6：

在上述实施例的基础上，本实施例中，一种太赫兹无损检测可视化测试软件平台还包括显示区域调节模块，所述的显示区域调节模块主要用于调节平面显示范围和调节纵向显示层数。本实施例中，所述的软件平台采用matlab进行编程设计。利用matlab进行编程即可实现调节平面显示范围和调节纵向显示层数的功能。本实施例中，其他未描述的部分与上述实施例的内容相同，故不赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。