工业CT图像的管道圆柱度误差测量.pdf

Computer Engineering and4 pplications计算机工程与应用
2011,47(13)199
工业CT图像的管道圆柱度误差测量
刘勇',曾理'2
LIU Yong, ZENG Li
1.重庆大学数理学院,重庆400030
2.重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室ICT研究中心,重庆4000
1. College of Mathematics and Physics, Chongqing University, Chongqing 400030, China
2.ICT Research Center, Key Lab of Opt
onic Technology and System of the Education Ministry, Chongqing University
Chongqing 400030, China
LIU Yong, ZENG Li ylindiciy error valuation of ppe n industrial T ma es omputer Engineering and Applica
tong,2011,47(13):199-200
Abstract: In order to measure the cylindricity error of the pipe which is in the intemal part of a workpiece, this paper stud
ies a cylind city or evaluation method based on in al T ima sly, a point on the surface of the pipe cross
section is specified. Then the ede ints of e pipe are ex racted by Facet model. The cylindricity error can be obtained by
the least square cylinder. The results of the experiment based on industrial CT images indicate that the method can obtain
the cylindricity emor of he workpiece accurately. Furthermore, it is a non-contact measurement method with wide application
Key words: indusrial CT Fact model cylindric r ala ion Least Square Cylinder(LC)
描要:针对工件内部管道圆柱度误差测量的问题,研究了一种基于エ业CT图像的圆柱度误差测量方法。在エ业CT因像中指
定待检管道横面上的一点,运用 Facet模型提取该点所在目标的边缘点。在已知所有边錄点信息的基础上采用最小二乘圆
柱法求得管道的圆柱度误差。对实际工业CT图像的实验表明,该方法可以较为准确地获得工件内部管道的圆柱度误差,且具有
非接触,应用范围广等优点。
关键词:エ业CT; Facet模型;圆柱度;误差评定;最小二乗圆柱法
DOl:103778is.1002-8331.2011.13.056文章编号:1002-8331(2011)13-0199-02文献标识码:A中图分类号:TP391
圆柱度误差定义为实际被测圆柱面对其理想圆柱的变动 Facet的灰度函数是其对应区域内像元行与列的多项式函数。
量。在形状误差的评定中,圆柱度误差是一项常见而复杂的对一幅图像而言,它可以用若干个相互连接着的 Facet来近
项目。传统的测量方法是用各种量具获得工件多个截面的数似。在2D图像中,一个 Facet上的灰度被描述为Fact内像素
据,然后建立相应的数学模型求解圆柱度误差值。由于测量坐标的二元函数;在3D体数据中,一个 Facet上的灰度被描述
工具的限制,传统方法对无法充分接触的内部管道的圆柱度为 tacet内体素坐标的三元函数。该函数的系数可以通过下
难以测量叫
面两种方法确定: Haralick方法,采用离散正交多项式建立
工业CT技术利用射线对工件进行扫描获得投影数据,经 Faceti模型;Rewo方法,采用一个逆矩阵获得多项式系数,这两
过图像重建后得到一系列有序的切片图像。其不仅可以粲测种方法是等效的。
物体内部构造,还可以对物体内外表面进行测量。由于工业
Facet模型常采用多项式函数,然而在某些特殊情况下也
CT技术具有非破坏性、测量精度高、非接触等特点,因而被广采用非多项式函数以减少计算量。常见的多项式 Facet.模型,
泛应用于无损檢测。本文的方法充分利用工业CT图像的边根据其灰度函数次数不同有分段常数(平面 Facet模型)、分段
缘信息,实现对工件内部管道的圆柱度误差测量。
线性(斜面 Facet模型)、分段二次和分段三次模型。在平面
Facet模型中,图像中的每一个理想区域其灰度都被认为是
1基于 Facet模型的边缘检测算法
个常数。在斜面 Facet模型中,每一个理想区域其灰度曲面都
Faceti模型叫是由 Robert M. Haralick于1984年首先提出被认为是个斜平面,以此类推。
的。 Facet/模型的原理是假定一幅图像已经被划分为若干个连
当把一幅图像划分为若千个相互连接的 Facet I时,每个
接着的区域,每个区域满足一定的灰度分布和形状限制, Facet的灰度函数是其对应的图像区域的灰度函数的最小二乘
Haralick称这样的一个区域为一个 Facet。灰度分布要求每个法近似,这实质是用二维曲面拟合二维图像或者用三维超曲
基金项目:国家自然科学基金( the National Natural Science Foundation of China umder Grant No.60672098)。
作者介:刘男(1985-),硕士研究生,研究方向:计算机图像处理与算法;曾理(1959-),博士,教授,博士生导师。E-uail:Irlizeng@hotmail.com
收稿日期:2009-08-05;修国日期:2009-12-08
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