Введение к работе
Актуальность исследования. В связи с усложнением ноной техники и повышением требований к се надежности, трудоемкость контрольных операций в промышленности резко увеличивается. Практика показывает, тго у\:свсршенстиовіті№ методой нерачрутающего контроля позволяет повысить надежность и качество продукции, предотвращает аварии сложных агрегатов и дает производству огромные экономические преимущества.
Существующие методы контроля качества изделий и материалов базируются в основном на визуальных возможностях человека Олнако возникают сложности, связанные с наличием субъективизма и ограниченных возможностей зрения человека. R Связи с этим возникает необходимость автоматического кон тропя для объективной и более точной оценки качества.
Так как многие методы контроля на выходе дают изображения дефектов, в последнее время наблюдается тенденция внедрения систем технического ірения в дефектоскоп и ні. Такие системы намного превышаю/ /юзлюжносги человеческого ivwm. а и некоторых случм.х и самого человека как анализатора изображений. Цифровой анализ обеспечивает быстрое обнаружение, измерение и классификацию образов дефектов для обеспечения неразрушающего контроля различных материалов н изделий. Сообразно с этим в области компьютерной обработки изображений существуют работы, связанные с анализом дефектоскопических снимков различной природы. Известны труды Д. Мери, Р. Сиявы, М. Карраско, Н. Насрсддина, Ц.|. Федотова, СС. Садыкова. A.M. Секерина и др.
Однако многие дефекты имеют особые специфичные сложные образы. Например, очень распространены дефекты-трещины, риски, царапины, имеющие протяженную линейчатую форму в виде полосы. Такие дефекты часто выявляются капиллярным методом. Применяемые в дефектоскопии системы технического зрения используют в основном достаточно простые методы цифровой обработки изображений и не иизволяют выполнить более детальный разбор таких сложных по форме дефектов.
Таким образом, актуальным лвлястся создание, исследование и применение новых специальных методов обработки и анализа изображений полосовых дефектов.
Цель диссертационной работы: разработка и исследование методов и алгоритмов цифровой обработки изображений в промышленных системах контроля качества для повышения оперативности анализа дефектоскопических снимков, полученных капиллярный методом.
Задачи исследования:
1. Обзор и акали? методов контроля качества, известных
дефСКТОСКОПИЧеСКНХ систем и методов. Методой фильтрации И выделения
линейчатых образов.
2. Изучение структуры полосовых образов, разработка модели и
алгоритма их синтеза.
3. Разработка метода и алгоритма выделения изображений полосовых
образов на основе теории интегрального преобразования по сегменту
полосы.
4. Построение методики оценки разработанного алгоритма и его
исследование на тестовых и реальных изображениях.
Методы исследовании. В работе используются теория и методы цифровой обработки сигналов и изображений, математический анализ, теория множеств и алгоритмов, линейная алгебра, теория вероятностей.
Научная новизна. В работе предложены следующие новые результаты!
1. Построены модель и алгоритм синтеза полосового образа,
позволяющие описать и сгенерироваті, различного пила линейчатые
образы с заданным профилем. Кривизна и масштаб полосы
рассматриваются как случайные процессы.
Разработаны метод и алгоритм фильтрации, которая обеспечивает выделение полис прямоугольного профили на растровых изображениях. В фильтрации применяется интегральное преобразование по сегменту полосы.
Сформирована методика оценки качества алгоритмов выделения полос, подтверждающая точность разработанного алгоритма. Методика основана на вычислении геометрических и статистических признаков.
Построена технология обработки и анализа дефектоскопических изображений при капиллярном контроле качества. Технология включает в себя алгоритм выделения полос прямоугольного профиля на основе интегрального преобразования по сегменту полосы.
Практическая ценность Работы. Работа выполнена в рамках госбюджетной ПИР №340/98. Результаты работы приняты к использованию в ОАО «Муроммалпзавод».
На защиту выносятся следующие результаты работы:
Модель и алгоритм синтеза полосового образа с варьированием кривизны и масштаба.
Метод и алгоритм выделения полос прямоугольного профиля на основе интегрального преобразования по сегменту полосы.
Методика и результаты оценки качества разработанного алгоритма выделения полос на тестовых изображениях.
Л. Технологи» обработки и анализа капиллярных дефектоскопических изображений.
Апробации работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на VIII международной научно-технической конференции «Распознавание - 21)08» (г. Курск, 2008 г.); на научно-практической конференции «Управление созданием и развитием систем, сетей и устройств телекоммуникаций» (г. Санкт-Петербург, 2(108 г.); па международной молодежной научной конференции «XXXIV Гагаринекис чтения» (г. Москва. 3008 г.}; на XIV международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии СТТ 200S» (г. Томск, 2U08 г.); на международной научно-технической конференции «Кибернетика и высокие технологии XXI века» {г. Орел, 2008 г.); па международной научно-практической конференции "Современные проблемы науки" (г. Тамбов. 2008 г.); на международной конференции молодых ученых. студентов и специалистов «Инновационные технологии в проектировании» (г. Пенза. 2008 г.), на 9-й международной конференции "Распознавание образов и анализ изображении: новые информационные технологии" (i. Нижний Новгород. 2008 г.); на научных конференциях МИВлГУ (2007 2009 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 работ, включая 4 статьи в изданиях по перечню ВАК и монографию.
Личный вклад автора. Результаты и положения, выносимые на зашиту, получены автором лично. Для создания основных методов и алгоритмов использовалась теория. разработанная научным руководителем. Постановки основных задач и направлений исследования.
их анализ выполнены совместно с соавторами и научным руководителем. В работах, опубликованных в соавторстве, представлены: в (I.15J - модели и алгоритмы синтеза полосовых образов, в (2.7.8,16] - методы И алгоритмы выделения полос, в 13.6.9| — методика н результаты исследования алгоритмов выделения полос, в [4,5,10,11,17,18] - применение научных результатов для обработки и анализа капиллярных дефектоскопических изображений.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка ли гературм, имеющего ISO наименований и приложения. Объем диссертации 128 с. Таблиц IS, рисунков 27.
