一种基于多向检测的磁光成像表面缺陷轮廓重建方法

本发明属于缺陷检测，更为具体地讲，涉及一种基于多向检测的磁光成像表面缺陷轮廓重建方法。

背景技术：

1、漏磁检测是指铁磁材料被磁化后，因试件表面或近表面的缺陷而在其表面形成漏磁场，通过检测缺陷表面的磁场泄漏来实现对缺陷形状的重构。然而，目前的漏磁检测仅沿单一方向磁化，由于复杂缺陷的漏磁失真，在缺陷边缘处表现为复杂的扩散和畸变，导致缺口轮廓重构不准确。

2、当前已有的解决方法有采用低频正交激励产生方向随时间变化的磁场，通过分析一个周期内不同时刻的磁光图像，可准确提取和识别缺陷信息，但该类型方法磁化装置复杂，数据量大，针对不同的场景需要重新调节参数；或者从不同角度和方向获取缺陷图像，然后利用增强蚁群算法和平均图像方法重构缺陷，但这类方法易受背景噪声影响，并不能有效展示缺陷中的边缘形状。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于多向检测的磁光成像表面缺陷轮廓重建方法，通过将迭代反演方法应用于多向磁化漏磁的形状重建，进而快速识别缺陷轮廓，反演效率高，操作简单，在速度和精度方面表现出良好的性能。

2、为实现上述发明目的，本发明一种基于多向检测的磁光成像表面缺陷轮廓重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

3、(1)、使用moi磁光成像技术采集被测试件在多个磁化方向上的漏磁图像，记为m1,m2,…,md,…,mn，其中，md表示第d个方向上采集到的漏磁图像，n为采集漏磁图像的方向个数，每张漏磁图像的大小为m×n；

4、将每个方向上采集到的漏磁图像先转化为一维向量，再构建矩阵λ：

5、

6、其中，vd表示漏磁图像md转化后的一维向量；

7、(2)、构建一个大小为m×n的零矩阵g0，g0中的每个元素值表示初始磁阻大小；

8、(3)、设置迭代次数k，初始化k＝1；设置阈值e；设置第d个方向上从磁阻矩阵到磁场分布矩阵的正演变换函数fd(g)；

9、(4)、在第k次迭代中，将矩阵gk-1中(i,j)处在第d个方向上的磁阻由rbefore改为rafter，其余位置处的磁阻保持不变，得到第d个方向上修改后的磁阻分布其中，rbefore表示修改前的磁阻，rafter表示修改后的磁阻；将磁阻分布代入正演变换函数，得到第d个方向上的的磁场分布

10、(5)、在第d个方向上计算被测试件在(i,j)处产生的磁场分布变化率

11、

12、其中，表示第d个方向上所有像素点的磁电阻为rbefore时的磁场分布；

13、(6)、按照步骤(4)和(5)，在不同磁化方向上计算被测试件在各个像素位置处产生的磁场分布变化率；

14、(7)、构建第k次迭代后的灵敏度矩阵sk-1：

15、

16、(8)、构建第k次迭代后的磁场分布矩阵λk-1：

17、

18、(7)、将灵敏度矩阵sk-1和磁场分布矩阵λk-1带入磁阻的迭代方程：

19、

20、其中，上标t表示转置，β为常数，e表示大小为m×n行、m×n列的单位矩阵；

21、(8)、将迭代结果由一维向量转化为m行、n列的矩阵δg1，再对δg1进行分割，得到更新后的反演结果δg；

22、(9)、计算第k次迭代结果gk＝gk-1+δg，再将gk中大于1的值变为1，小于0的值变为0，从而得到第k次迭代后的最终结果gk；

23、(10)、判断是否成立，如果成立，则进入步骤(11)；否则，令k＝k+1，然后返回步骤(4)进行下一轮迭代；

24、(11)、输出磁阻分布矩阵g＝gk，然后将g转化为图像，从而完成缺陷轮廓重构。

25、本发明的发明目的是这样实现的：

26、本发明基于多向检测的磁光成像表面缺陷轮廓重建方法，通过磁光成像检测设备在线检测并采集铁磁材料表面缺陷信息，并根据提取的缺陷信号建立磁场强度分布矩阵；然后通过计算物理模型正演的信号对被测件表面磁阻分布的偏导，建立灵敏度矩阵；接着引入迭代反演方法，通过对磁场分布信号进行反演，得到磁阻分布数据，实现了缺陷轮廓的高精度重构，操作简单，与传统的缺陷轮廓重构方法相比，在精度上具有明显的优势。

27、同时，本发明基于多向检测的磁光成像表面缺陷轮廓重建方法还具有以下

28、有益效果：

29、(1)、本发明引入了迭代反演方法应用于多向磁化漏磁的形状重建，可以高效地对复杂缺陷轮廓进行重构，对于多个裂纹缺陷相互耦合的场景，本发明在精度上有明显优势；

30、(2)、本方法在实际应用过程中，由于磁光成像的高分辨率磁场成像效果，灵敏度矩阵在同种类型的数据之间可以重复使用，因此识别速度较快；

31、(3)、本方法在迭代过程中对每次更新的反演结果进行基于数据统计的阈值方法的分割，大大提高了迭代速度以及对于真实轮廓的逼近速度；

32、(4)、本方法使用物理模型作为正演模型，具有一定的稳定性和准确性，能够较好地实现各种基于磁光成像漏磁检测的铁磁性材料表面缺陷轮廓重构的要求，具有广阔的应用场景。

技术特征：

1.一种基于多向检测的磁光成像表面缺陷轮廓重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于多向检测的磁光成像表面缺陷轮廓重建方法，其特征在于，所述步骤(8)中δg1进行分割的具体过程为：

技术总结
本发明公开了一种基于多向检测的磁光成像表面缺陷轮廓重建方法，通过磁光成像检测设备在线检测并采集铁磁材料表面缺陷信息，并根据提取的缺陷信号建立磁场强度分布矩阵；然后通过计算物理模型正演的信号对被测件表面磁阻分布的偏导，建立灵敏度矩阵；接着引入迭代反演方法，通过对磁场分布信号进行反演，得到磁阻分布数据，实现了缺陷轮廓的高精度重构，操作简单，与传统的缺陷轮廓重构方法相比，在精度上具有明显的优势。

技术研发人员：李胜平,张杰,宋松,白利兵
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13