基于CT反演的引信装配正确性快速检测技术

引信装配正确性检测是工业生产的关键环节,传统提取人工设计特征匹配的检测方法受装配公差和机械精度等影响,识别鲁棒性较差,而基于深度学习的检测方法虽然可实现引信内部零件的错装、漏装识别,鲁棒性高,但是无法实现零构件分布位置快速检测。针对该问题,结合CT重构空间位置信息和数字成像(DR)检测实时性优点,提出基于CT反演的引信装配正确性快速检测技术。首先,等间隔、多角度采样获取引信投影序列;其次,使用Faster-RCNN检测网络分类定位零构件;最后,根据定位结果进行CT反演,实现零件漏缺和错位检测。实验表明,所提出的方法可以有效解决引信零件分布快速检测问题,有高鲁棒性。

多电压X射线图像分解的高对比度CT成像

针对常规CT系统中X射线是连续宽能谱而导致重建图像中衰减特性相近组分对比度较低的问题,论文提出一种分解多电压X射线图像序列获取新投影的方法,用新投影重建的图像有效地提高了对衰减特性相近组分的区分能力。该方法依据X射线成像规律,将各电压下图像看作多个窄能谱图像的叠加,借鉴非负矩阵分解,以分解的误差平方和最小为目标对多电压X射线图像分解。用硅铝材质的圆柱体实验,新投影重建的图像相比直接重建图像,硅与铝对比度明显提高,表明了方法的有效性。

基于幂函数变换的递变电压X射线图像融合

针对融合递变能量X射线图像序列实现等效厚度差异较大构件的高动态范围X射线成像问题,提出了一种以幂函数关系近似相邻图像灰度变换关系的融合方法.通过对X射线成像规律的分析,选择幂函数拟合相邻图像有效信息区域重叠部分的灰度变化,作为两图像的灰度变换关系的近似,依据该近似关系拼接有效信息区域,得到融合图像.在钢质楔形块成像的多个X射线图像灰度变换中,论文方法的拟合结果皆优于已有方法,表明了该方法的有效性.

基于主成分分析的递变能量X射线图像融合

为避免无损检测中递变能量的数字化X射线照相(DR)图像序列的融合对先验经验的依赖,本文提出了一种基于主成分分析(PCA)的方法。该方法首先按照PCA中方法对去噪后的序列图像求各主成分相应的正交单位化特征向量,然后舍掉特征向量中的负值,计算各主成分,最后依照次序从小到大原则选取适量的主成分求和得到融合后的图像。实验结果表明,在不利用先验经验的情形下,这种方法得到的融合图像较完整地表达了DR图像序列的信息,有效扩展了DR图像的动态范围。

基于有效区域选取的变电压X-射线图像融合（英文）

针对变电压X-射线图像序列融合有效区域的提取问题,本文提出了一种依据图像质量来判断有效区域灰度区间的方法,提高了提取的自适应性。首先,考虑图像直方图均衡性和灰度区间宽度,建立图像质量评价模型。然后求解模型,并依据所得灰度区间提取有效区域。最后,利用灰度变换函数融合各有效区域,获取被检测对象完整结构信息的图像。本文以缸盖为实验对象,验证了该方法的有效性。

能量自适应的X射线DR/CT成像综述——谨以此文向我国CT成像领域的开创者之一邱佩璋先生致敬

复杂结构件在X射线三维CT成像时,由于射线透射方向上有效透照厚度差异大,探测器成像系统动态范围受限,常用的固定能量模式的X射线成像系统易出现过曝光和欠曝光共存现象,无法获取结构件的完整信息,影响图像分析及CT重建。对此,出现了能量自适应的X射线DR/CT成像方法,通过扩展成像系统的动态范围,实现复杂结构件的高灵敏度、高动态成像检测。本文对能量自适应的X射线DR/CT成像技术进行介绍,主要介绍能量自适应的实现及控制、不同能量投影图像融合和变能量CT图像重建方法,并对不同方法和算法的特点进行分析比较,最后对能量自适应CT的发展进行了总结和展望。

装配同轴度的局部成像检测算法研究

在局部成像检测过程中,由于复杂零件外形轮廓或放置状态的不同,使得零件与成像面坐标轴之间产生了一定的夹角,造成获取的对称点集中存在非对称点集或对称点不存在的问题,若采用传统Hough变换、拟合法检测装配同轴度存在较大误差。针对上述问题,提出了装配同轴度的局部成像检测算法,提取图像的上下边缘点集,结合Hough线性变换,统计两点集对投影到霍夫空间的参数空间点,并搜索其累积数量的最大值点,该点对应的对称轴即为最优对称轴。仿真结果表明,该方法可以高精度地提取最优对称轴,同轴度误差仅为0.002 7°。因此,采用装配同轴度的局部成像检测方法是有效可行的。

基于多能谱CT与NC-POCS重建算法的泡沫铝孔隙率计算

孔隙率是评价多孔材料相关性能的重要因素之一,是检测材料质量的一项重要指标。针对孔隙率值受分辨率影响较大的问题,在能谱与材质信息均未知的条件下,本文基于多能谱CT与(NC-POCS)非凸-凸集投影算法,结合非负矩阵求解方法,实现分解重建,以多孔材料泡沫铝为例,分析其在不同分辨率下的孔隙率变化情况。实验结果表明,本文提出的算法具有抑制射束硬化伪影的效果,并且测得的孔隙率值受分辨率影响较小。

基于多谱CT成像的材料孔隙率测量

孔隙率对材料的吸水性、抗冻性等性能有着重要影响,是材料质量检测的一项重要指标。针对孔隙率值受分辨率影响较大的问题,本文提出了一种基于多能谱CT成像的孔隙率计算方法。在能谱未知的条件下,利用非负矩阵求解方法求解出能谱,然后结合NC-POCS(非凸-凸集投影)重建算法,实现分解图像的重建,进而计算在不同分辨率情况下的孔隙率值。实验结果表明,本文提出的分解方法能够有效抑制射线硬化伪影,并验证了分解结果测得的孔隙率值受分辨率的影响较小。

基于材料组分先验的X射线多能投影盲分离算法

能谱计算机断层成像(CT)可以利用多个不同能谱的衰减数据来获取窄能谱投影,窄能谱CT图像能够提高组分定量表征的准确性。鉴于此,基于未知的X射线能谱提出一种获取窄能谱投影的能谱CT盲分离算法。首先建立带有材料先验的X射线多能谱正演模型,其能够为窄能谱投影提供能量指向。其次依据测量数据的泊松统计特性,构建关于能谱拟合系数向量和厚度向量的约束优化问题,并采用块坐标下降算法对其进行求解。该算法在非负矩阵分解和高斯牛顿算法之间可以交替更新。仿真和实际实验结果表明,与已有算法相比,所提算法分解的CT图像具有更少的硬化伪影和噪声,各分解投影图像符合窄能谱投影的特征,能够提高获取窄能谱投影的准确性。

变电压CT成像中角度间扫描电压预测方法研究

复杂结构件在CT成像时,不同投影角度等效厚度差异较大,需要匹配不同透照电压。因此,投影扫描中需要进行变电压成像,这需要对角度间的透照电压进行预测。对此,提出了一种适用于变电压CT成像的角度间扫描电压预测方法。利用负指数函数描述等效衰减系数与电压的关系,代入基于等效衰减系数表示的不同电压下X射线透过率关系式中,得到不同透过率对应电压之间的经验公式。在角度间电压预测中,不断更新公式中参数。对铝楔形块实验,与文献方法相比,所有测试点电压预测的最大相对误差由6.24%下降到3.91%。对铝模体进行了变电压扫描CT成像实验,验证了预测方法的可行性。实验结果表明,提出的电压预测方法可用于变电压CT成像中的角度间扫描电压预测。