基于模式識別的磁光圖像增強算法研究.pdf

1、隨著金屬磁性材料廣泛應用于工業(yè)、國防等領域的重大裝備中，對其結構健康狀態(tài)進行及時有效的監(jiān)測已經(jīng)成為一個重要議題。磁光成像技術因其快速、可視化、高效等優(yōu)點，在對金屬磁性材料的無損檢測應用中受到青睞。磁光成像技術的核心原理是將檢測對象中的缺陷信息轉化成光信號之后以圖像的形式反映出來。但是光信號極易因儀器設備、檢測環(huán)境等因素而受到干擾，導致在最終的磁光圖像中引入大量的靜態(tài)干擾特征，制約了該技術的檢測性能。業(yè)內的研究人員提出一些有效的磁光圖像增

2、強算法，比如動態(tài)濾波法、連通域法、幀差法等等,尤其是動態(tài)濾波法，在抑制靜態(tài)干擾上取得了非常好的效果。但是動態(tài)濾波法是通過移動掃描的方式獲取數(shù)據(jù)，因而無法實現(xiàn)單點的缺陷檢測。為了改進動態(tài)濾波法，本文通過在單點獲取磁光圖像并運用幀差法來增強缺陷特征。因為幀差法無法取得理想的效果，本文研究了基于模式識別的圖像處理方法，采用特征空間法提取缺陷信息，并將該方法用在改進的動態(tài)濾波方法當中。
　　在通過圖像處理方式抑制背景干擾特征之前，首先對磁

3、光圖像中干擾特征的產生機理進行分析，在分析的同時將干擾特征分為斑狀干擾和條紋狀干擾兩大類。然后引入布儒斯特定律對磁光成像平臺進行優(yōu)化，使其在硬件設計上達到最優(yōu)以獲取最好的原始數(shù)據(jù)。
　　使用低頻交流激勵信號改進業(yè)內廣受認可的動態(tài)濾波技術，在過零點獲取背景干擾圖像，在峰值點獲取有效檢測圖像，實現(xiàn)單檢測點采集數(shù)據(jù)，并用幀差法進行處理。然后通過微調檢偏器強化背景干擾圖像，采用圖像融合的方式對圖像處理方法進行優(yōu)化。通過上述方式吸納了動態(tài)濾

4、波技術的優(yōu)點同時避免其缺點。然后結合平臺對幀差法無法取得良好效果的原因進行原理性分析。
　　鑒于在改良動態(tài)濾波法中使用的幀差法并不理想，研究了基于模式識別的磁光圖像增強算法代替幀差法，用于改良方案中。該方法首先通過主成分分析法利用無激勵信號時獲取的磁光圖像構建一個表征干擾特征的特征空間，并在訓練數(shù)據(jù)量和空間維度兩個方面對特征空間進行優(yōu)化。然后將測試圖像投影到該空間中并進行反演，提取出對應的干擾特征分量。最后通過將測試圖像與其干擾特