是指物体内部存在的异种材料或物质,如氧化物、硫化物、金属夹杂等。夹杂会影响物体的组成、结构、性能等。
奥影科普|X 射线工业CT图像:缺陷与特征的识别
X射线工业CT图像是一种能够显示被检测物体内部结构和缺陷的无损检测技术。它可以帮助我们对物体的质量、性能、可靠性等进行评估和分析。那么,如何识别X射线工业CT图像中的缺陷和特征呢?本文将从以下几个方面介绍:
1.缺陷的定义和分类
2.缺陷的识别方法和标准
3.特征的定义和分类
4.特征的提取方法和应用
缺陷的定义和分类
缺陷是指物体内部或表面存在的不符合设计要求或规范的部分,它会影响物体的功能、强度、寿命等。缺陷的形成原因可能是材料本身的缺陷、加工过程中的误差、使用过程中的损伤等。根据缺陷的形状、大小、位置、性质等,缺陷可以分为以下几类:
裂纹
是指物体内部或表面存在的连续或不连续的线状缺陷,如冷裂纹、热裂纹、应力腐蚀裂纹等。裂纹是一种危险的缺陷,因为它会导致物体的断裂或失效。
孔洞
是指物体内部存在的空隙或空洞,如气孔、脱碳层等。孔洞会降低物体的密度、强度、刚度等。
夹杂
变形
是指物体的形状或尺寸与设计要求或规范不符,如扭曲、弯曲、变形等。变形会影响物体的几何精度、配合性、稳定性等。
腐蚀/烧蚀/侵蚀等
是指物体在使用过程中受到环境因素的侵蚀,导致物体的表面或内部发生化学或电化学反应,形成腐蚀产物,如锈蚀、蚀孔、蚀坑等。腐蚀会降低物体的抗腐蚀性、耐久性、美观性等。
缺陷的识别方法和标准
识别X射线工业CT图像中的缺陷,主要是通过观察和分析CT图像的像素值、灰度、对比度、形状、位置等特征,判断是否存在缺陷,以及缺陷的类型、大小、数量、分布等。一般来说,缺陷的识别方法可以分为以下两种:
主观识别
是指人工观察和判断CT图像,根据经验和直觉,识别出缺陷的存在和特征。这种方法简单易行,但是受到人的主观因素、视觉疲劳、判断标准等的影响,容易出现误判或漏判。
客观识别
是指利用计算机和图像处理软件,根据一定的算法和规则,自动或半自动地识别CT图像中的缺陷。这种方法准确可靠,但是需要较高的计算能力和图像质量,以及合理的参数设置和阈值选择。
为了保证缺陷识别的有效性和一致性,通常需要参照一定的标准和规范,如国际标准、国家标准、行业标准、企业标准等。这些标准和规范会规定缺陷的定义、分类、等级、评价、验收等内容,以便对缺陷进行统一的识别和处理。
特征的定义和分类
特征是指物体内部或表面存在的符合设计要求或规范的部分,它会反映物体的形状、尺寸、密度、组成、结构、性能等。特征的提取和分析可以帮助我们对物体的质量、性能、可靠性等进行评估和分析。根据特征的形状、大小、位置、性质等,特征可以分为以下几类:
几何特征
是指物体的形状或尺寸,如边缘、角点、轮廓、面积、周长、体积、重心、惯性矩等。几何特征可以反映物体的几何精度、配合性、稳定性等。
灰度特征
是指物体的灰度或灰度分布,如灰度值、灰度直方图、灰度梯度、灰度共生矩阵等。灰度特征可以反映物体的密度、组成、结构、性能等。
纹理特征
是指物体的表面或内部的纹理或纹理分布,如纹理方向、纹理频率、纹理能量、纹理熵等。纹理特征可以反映物体的表面粗糙度、内部组织、相态变化等。
形态特征
是指物体的形态或形态分布,如形态学滤波、形态学梯度、形态学重建、形态学骨架等。形态特征可以反映物体的边缘、轮廓、骨架、拓扑等。
特征的提取方法和应用
提取X射线工业CT图像中的特征,主要是通过利用计算机和图像处理软件,根据一定的算法和规则,自动或半自动地提取CT图像中的特征。一般来说,特征的提取方法可以分为以下两种:
全局特征提取
是指对整幅CT图像进行特征提取,得到一个或多个特征值或特征向量,如灰度直方图、灰度共生矩阵、形态学重建等。这种方法简单快速,但是忽略了图像的局部信息,容易受到噪声和干扰的影响。
局部特征提取
是指对CT图像的局部区域或感兴趣区域进行特征提取,得到一个或多个特征值或特征向量,如边缘检测、角点检测、区域分割、轮廓提取等。这种方法可以保留图像的细节信息,但是需要较高的计算复杂度和参数选择。
特征的提取方法的选择,主要取决于特征的类型、图像的质量、应用的目的等因素。一般来说,全局特征提取适用于对图像的整体特性感兴趣的情况,如图像的分类、识别、匹配等;局部特征提取适用于对图像的局部细节感兴趣的情况,如图像的测量、分析、优化等。
特征的提取和分析可以帮助我们对物体的质量、性能、可靠性等进行评估和分析。例如:
1.通过提取物体的几何特征,可以计算物体的体积、表面积、重心、惯性矩等参数,以及物体的形状误差、变形程度、配合间隙等指标;
2.通过提取物体的灰度特征,可以分析物体的密度、组成、结构、相态等信息,以及物体的均匀度、对比度、纯度等指标;
3.通过提取物体的纹理特征,可以识别物体的表面粗糙度、内部组织、相态变化等信息,以及物体的方向性、周期性、随机性等指标;
4.通过提取物体的形态特征,可以描述物体的边缘、轮廓、骨架、拓扑等信息,以及物体的连通性、凸性、对称性等指标。
特征的提取和分析可以应用于多种领域,如工业检测、工程设计、材料研究、生物医学、文化遗产等。例如,通过对航空发动机叶片的CT图像进行特征提取和分析,可以检测叶片的裂纹、孔洞、夹杂等缺陷,评估叶片的强度、刚度、耐热性等性能,优化叶片的形状、尺寸、结构等设计;通过对人体骨骼的CT图像进行特征提取和分析,可以诊断骨折、骨质疏松、骨肿瘤等疾病,评估骨骼的密度、弹性、生长情况等指标,设计骨骼的修复、重建、植入等方案。
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往期回顾
R/E/V/I/E/W
01
奥影科普|工业CT与逆向工程 非破坏性检测的未来趋势
02
CT图像重建算法:揭开图像生成的幕后机密
03
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