管道对接接头焊缝缺陷分割方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及图像处理，尤其涉及一种管道对接接头焊缝缺陷分割方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、焊接技术广泛地应用于油气管输行业。对接接头焊是管道建设中最常见的焊接方法，对接接头焊缝中的缺陷会导致管道的破裂与爆炸。因此对接接头焊缝中缺陷检测识别是管道运输行业尤为重要的环节。

2、对接接头焊缝缺陷的检测是通过无损检测(non destructive testing，ndt)的方法来实现的。在各种无损检测方法中，基于x射线的对接接头焊缝图像的缺陷检测是最为重要的方法。缺陷图像的分割是缺陷识别的重要基础，目前x射线对接接头焊缝图像模糊，成像质量不佳，难以自动分割对接接头焊x射线焊缝图像点状和线状缺陷。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种管道对接接头焊缝缺陷分割方法、装置及存储介质。

2、为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种管道对接接头焊缝缺陷分割方法，包括：获取管道对接接头焊x射线焊缝图像，确定图像中每个像素点的灰度值；建立表征像素点是否为缺陷的两层立体表，两层立体表中存储像素点类型元素；利用能量函数约束每个像素点进行类型划分，且任一类像素点与其周围同类像素点具有最小的灰度值差异，且任一像素点不是孤立点；求解能量函数，获得关于像素点类型元素的微分方程组，求解微分方程组获得像素点类型；根据不同类型像素点区域的平均灰度值大小确定缺陷区域。

3、为解决上述技术问题，本发明还提供一种管道对接接头焊缝缺陷分割装置，包括：x射线焊缝图像获取模块、两层立体表建立模块、能量函数建立模块、像素点类型求解模块和缺陷分割模块；

4、x射线焊缝图像获取模块用于获取管道对接接头焊x射线焊缝图像，确定图像中每个像素点的灰度值；两层立体表建立模块用于建立表征像素点是否为缺陷的两层立体表，两层立体表中存储像素点类型元素；能量函数建立模块用于利用能量函数约束每个像素点进行类型划分，且任一类像素点与其周围同类像素点具有最小的灰度值差异，且任一像素点不是孤立点；像素点类型求解模块用于求解能量函数，获得关于像素点类型的微分方程组，求解微分方程组获得像素点类型；缺陷分割模块用于根据不同类型像素点区域的平均灰度值大小确定缺陷区域。

5、为解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当指令在计算机上运行时，使计算机执行上述技术方案提供的管道对接接头焊缝缺陷分割方法。

6、为解决上述技术问题，本发明还提供一种管道对接接头焊缝缺陷分割装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上的并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述技术方案提供的管道对接接头焊缝缺陷分割方法。

7、本发明的有益效果是：通过两层立体表来表征像素点是否为缺陷，利用能量函数约束每个像素点，通过求解能量函数，获得关于像素点类型元素的微分方程组，求解微分方程组获得像素点类型，进而根据不同类型像素点区域的平均灰度值大小确定缺陷区域。由于不同的x射线对接接头焊缝图像灰度差异大，难以用固定的平均灰度值区分不同图像中的缺陷，导致难以利用阈值实现自动缺陷分割。本发明通过解微分方程组的形式实现缺陷分割，避免了反复的阈值计算，且微分方程组的形式可以支持并行计算处理，在硬件条件具备时可加快计算速度；本发明可自动分割对接接头焊x射线焊缝图像点状和线状缺陷，适应能力强，计算快速。

8、本发明附加的方面及其优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。

技术特征：

1.一种管道对接接头焊缝缺陷分割方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的管道对接接头焊缝缺陷分割方法，其特征在于，所述两层立体表包括两层表，每层表包括n行m列，n为x射线焊缝图像高度，m为x射线焊缝图像宽度；

3.根据权利要求2所述的管道对接接头焊缝缺陷分割方法，其特征在于，所述能量函数公式如下：

4.根据权利要求3所述的管道对接接头焊缝缺陷分割方法，其特征在于，利用如下公式求解所述能量函数：

5.根据权利要求4所述的管道对接接头焊缝缺陷分割方法，其特征在于，所述根据不同类型像素点区域的平均灰度值大小确定缺陷区域，包括：

6.根据权利要求5所述的管道对接接头焊缝缺陷分割方法，其特征在于，所述根据不同类型像素点区域的平均灰度值大小确定缺陷区域，还包括：若第一类像素点平均灰度值小于或等于第二类像素点平均灰度值，则所有v1ij＝0的像素点(i,j)为缺陷以高亮标出，v1ij＝1的像素点(i,j)为非缺陷以全黑标出。

7.根据权利要求5所述的管道对接接头焊缝缺陷分割方法，其特征在于，所述计算第一类像素点平均灰度值和第二类像素点平均灰度值，公式如下：

8.一种管道对接接头焊缝缺陷分割装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，包括指令，其特征在于，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行根据权利要求1至7任一项所述的管道对接接头焊缝缺陷分割方法。

10.一种管道对接接头焊缝缺陷分割装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上的并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述的管道对接接头焊缝缺陷分割方法。

技术总结
本发明公开了一种管道对接接头焊缝缺陷分割方法，包括：获取管道对接接头焊X射线焊缝图像，确定图像中每个像素点的灰度值；建立表征像素点是否为缺陷的两层立体表，两层立体表中存储像素点类型元素；利用能量函数约束每个像素点进行类型划分，且任一类像素点与其周围同类像素点具有最小的灰度值差异，且任一像素点不是孤立点；求解能量函数，获得关于像素点类型的微分方程组，求解微分方程组获得像素点类型；根据不同类型像素点区域的平均灰度值大小确定缺陷区域。本发明通过解微分方程组的形式实现缺陷分割，避免了反复的阈值计算，且微分方程组的形式可以支持并行计算处理，在硬件条件具备时可加快计算速度。

技术研发人员：李亚平,彭云超,曹旦夫,淦邦,齐峰,王萌萌,马凯军,倪广地,刘欣,耿云鹏
受保护的技术使用者：国家石油天然气管网集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11