基于磁光成像法的缺陷檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于磁光成像無損缺陷檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種基于磁光 成像法的缺陷檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 磁光成像技術(shù)是在現(xiàn)階段無損檢測(cè)中正在急速發(fā)展的一種檢測(cè)技術(shù)，其主要的特 點(diǎn)是檢測(cè)速度快、可視化強(qiáng)和精度極高。磁光成像方法的主要研究方法有兩個(gè)：第一為硬件 研究，即對(duì)硬件平臺(tái)的優(yōu)化與開發(fā)，使得選擇后的偏振器，光源、光路、以及磁光傳感器可以 讓成像效果更好；第二為軟件中的圖像處理方法研究，即主要從傳感器中拍攝到的圖像中 獲取缺陷信息，讓缺陷的識(shí)別能力更強(qiáng)，更突出，必要時(shí)可以測(cè)得缺陷的位置及尺寸信息。
[0003] 目前，硬件研究已有相當(dāng)?shù)奈墨I(xiàn)可以追溯。如研究光源的，其波長(zhǎng)等特性對(duì)傳感器 的敏感程度。還有就是光路的研究，光線的入射角不同，對(duì)成像的清晰程度有不同程度的影 響。然而對(duì)于圖像的處理，目前還未得出一致的方法。其主要難點(diǎn)有：首先磁光的成像是根 據(jù)缺陷對(duì)磁路的影響，使得導(dǎo)體里的磁場(chǎng)方向發(fā)生改變，有向上的分量，導(dǎo)致光波偏振角發(fā) 生旋轉(zhuǎn)，使得CCD(Charge-coupledDevice，電荷親合元件）光感器件感光強(qiáng)度發(fā)生改變， 從而使得缺陷顯現(xiàn)。但是，金屬本身的磁疇也會(huì)有同樣的效果，但是它并不是缺陷，這樣就 無法識(shí)別正真的缺陷，降低方法的識(shí)別率；其次，目前雖有文獻(xiàn)對(duì)磁疇有了相關(guān)研究，但是 對(duì)如何在磁光圖中提取缺陷信息，并不多見。
[0004] 目前對(duì)磁光圖像處理的方法有濾波和模式識(shí)別等，濾波主要是在像素級(jí)別上的， 由于磁光圖像的特殊性一一磁疇大小不一，形狀不定，使得這些方法都不能很好對(duì)缺陷進(jìn) 行檢測(cè)和可視化，特別是對(duì)不規(guī)則的缺陷，并不能很好的檢測(cè)或識(shí)別出來。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于磁光成像法的缺陷檢測(cè)方 法，有效濾除磁疇斑點(diǎn)，從磁光圖像中準(zhǔn)確地提取得到缺陷信息，定位缺陷位置。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明基于磁光成像法的缺陷檢測(cè)方法包括以下步驟：
[0007] S1 :采用磁光成像裝置獲取試件的磁光圖像，進(jìn)行灰度化處理得到磁光灰度圖；
[0008] S2 :記磁光灰度圖的大小為mXn，按照預(yù)設(shè)的窗口邊長(zhǎng)W對(duì)磁光灰度圖進(jìn)行窗口 化處理，將磁光灰度圖劃分為1\~個(gè)像素塊，其中_?二「《:/1^，況=「》/爐1，「1表示 向上取整；
[0009] S3 :構(gòu)建一個(gè)MXN的標(biāo)記矩陣Mark，然后遍歷每個(gè)像素塊（i,j)，i= 1，2,…，M， j= 1，2,…，N，對(duì)像素塊（i，j)中的像素值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)像素塊（i，j)中像素值大于預(yù)設(shè) 閾值?\的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)D，如果D>λ(ΜΧΝ)，λ表示比例常數(shù)，令標(biāo)記矩陣Mark中對(duì)應(yīng)元 素值Mark(i,j) = 1，否則令標(biāo)記矩陣Mark中對(duì)應(yīng)元素值Mark(i,j) = 0 ;
[0010] S4 :對(duì)標(biāo)記矩陣Mark進(jìn)行連通性運(yùn)算，求得標(biāo)記矩陣中非零元素的連通域并編 號(hào)，記非零連通域的數(shù)量為K;
[0011] S5 :對(duì)每個(gè)連通域中的元素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到元素?cái)?shù)量Qk，k= 1，2,···，K;
[0012] S6 :設(shè)置缺陷大小閾值Τ2;
[0013] S7 :遍歷標(biāo)記矩陣的每個(gè)連通域，如果對(duì)應(yīng)的元素?cái)?shù)量Qk<Τ2，則在磁光灰度圖中 將該連通域中所有元素對(duì)應(yīng)的像素塊用磁光灰度圖的全局灰度均值進(jìn)行回填，否則不作任 何操作，回填后的磁光灰度圖即為缺陷檢測(cè)結(jié)果圖像。
[0014] 本發(fā)明基于磁光成像法的缺陷檢測(cè)方法，得到試件的磁光灰度圖像，對(duì)磁光灰度 圖像進(jìn)行窗口化，然后構(gòu)建標(biāo)記矩陣，遍歷窗口化得到的每個(gè)像素塊，根據(jù)像素塊中像素值 大于預(yù)設(shè)閾值的像素點(diǎn)數(shù)量，設(shè)置得到標(biāo)記矩陣中的元素值，然后求得標(biāo)記矩陣的連通域， 遍歷每個(gè)連通域，如果元素?cái)?shù)量小于缺陷大小閾值，則作為缺陷，在磁光灰度圖中將該連通 域中所有元素對(duì)應(yīng)的像素塊用磁光灰度圖的全局灰度均值進(jìn)行回填，否則不作任何操作， 從而得到缺陷檢測(cè)結(jié)果圖像。
[0015] 本發(fā)明計(jì)算簡(jiǎn)便，實(shí)驗(yàn)證明本發(fā)明對(duì)磁疇斑點(diǎn)具有良好的濾除效果，從而消除磁 疇的干擾，提取出清晰的缺陷信息。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明基于磁光成像法的缺陷檢測(cè)方法的【具體實(shí)施方式】流程圖；
[0017] 圖2是磁光成像原理圖；
[0018] 圖3是磁光灰度圖窗口化示例圖；
[0019] 圖4是標(biāo)記矩陣示例圖；
[0020] 圖5是圖4所示標(biāo)記矩陣的連通域示例圖；
[0021] 圖6是本實(shí)施例所用試件圖片；
[0022] 圖7是圖6所示試件的磁光灰度圖；
[0023] 圖8是圖7所示磁光灰度圖窗口化后得到的二值圖像；
[0024] 圖9是標(biāo)記矩陣連通域的三維圖像；
[0025] 圖10是缺陷檢測(cè)結(jié)果圖；
[0026] 圖11是缺陷檢測(cè)結(jié)果二值圖像；
[0027] 圖12是原始磁光灰度圖和缺陷檢測(cè)結(jié)果圖的對(duì)比圖；
[0028] 圖13是六種常用濾波增強(qiáng)方法的缺陷檢測(cè)結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地 理解本發(fā)明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當(dāng)已知功能和設(shè)計(jì)的詳細(xì)描述也許 會(huì)淡化本發(fā)明的主要內(nèi)容時(shí)，這些描述在這里將被忽略。
[0030] 實(shí)施例
[0031] 為了更好地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，首先對(duì)本發(fā)明的理論基礎(chǔ)進(jìn)行簡(jiǎn)單說明。分 析磁光圖像可知，一般磁疇的尺寸會(huì)比缺陷小，另外缺陷的形成一般是成片或成條狀的，基 本上是一個(gè)整體（在局部）。這樣在一副磁光成像檢測(cè)的圖像中，可以看到缺陷應(yīng)該是大面 積聯(lián)通存在，而磁疇是分散性存在?；谝陨戏治鼍涂梢蕴岢鱿鄳?yīng)的圖像處理方式提取出 缺陷信息。
[0032] 圖1是本發(fā)明基于磁光成像法的缺陷檢測(cè)方法的【具體實(shí)施方式】流程圖。如圖1所 示，本發(fā)明基于磁光成像法的缺陷檢測(cè)方法包括以下步驟：
[0033] S101 :獲取磁光灰度圖：
[0034] 采用磁光成像裝置獲取試件的磁光圖像，進(jìn)行灰度化處理得到磁光灰度圖。
[0035] 圖2是磁光成像原理圖。如圖2所示，磁光成像首先使用磁場(chǎng)在導(dǎo)體中激勵(lì)出強(qiáng) 磁場(chǎng)，將功率激光經(jīng)過偏振器后形成偏振光照射在試件上。試件上的作用區(qū)域光路上有磁 光薄膜，將作用后的光線反射到檢偏器端，后由CCD感光器件接受成像。由于本發(fā)明處理的 對(duì)象是磁光圖像的灰度圖，因此要對(duì)磁光圖像進(jìn)行灰度化。
[0036] S102 :磁光灰度圖窗口化：
[0037] 記磁光灰度圖的大小為mXn，按照預(yù)設(shè)的窗口邊長(zhǎng)W對(duì)磁光灰度圖進(jìn)行窗口化處 理，將磁光灰度圖劃分為MXN個(gè)像素塊，其中表示向上 取整。也就是說，當(dāng)磁光灰度圖的長(zhǎng)m和寬η剛好都是W的整數(shù)倍時(shí)，生成的像素塊陣列中 各個(gè)像素塊尺寸一致，即都為WXW，否則在磁光圖像邊緣處的像素塊大小會(huì)不一致。圖3是 磁光灰度圖窗口化示例圖。如圖3所示，假定磁光灰度圖大小為1325X1325,以邊長(zhǎng)為40 的窗口從左往右、從上往下進(jìn)彳丁窗口化，最后一彳丁像素塊的尚為5,最后一列像素塊的寬為 5〇
[0038] 就窗口邊長(zhǎng)W而言，其值越小，處理精度越高，缺陷檢測(cè)的結(jié)果也就更加精確，但 是相應(yīng)地算法復(fù)雜度也更高，計(jì)算時(shí)間更長(zhǎng)。因此在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)實(shí)際需要來設(shè)置 W的大小。
[0039] S103 :獲取標(biāo)記矩陣：
[0040]構(gòu)建一個(gè)ΜΧΝ的標(biāo)記矩陣Mark，然后遍歷每個(gè)像素塊（i,j)，i= 1，2,…，M，j= 1，2, -·，Ν，對(duì)像素塊（i，j)中的像素值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)像素塊（i，j)中像素值大于預(yù)設(shè)閾值 ?\的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)D，如果D>λ(ΜΧΝ)，λ為比例常數(shù)，一般設(shè)置其取值范圍為〇. 5<