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工业ct图像轮廓提取与优化系统设计

强激光与粒子束 2012年第9期24卷 2207-2211页

作者：方黎勇白金平李辉李柏林电子科技大学航空航天学院成都611731 西南交通大学现代工业技术培训中心成都610031

为了有效地提高面向逆向工程的工业ct图像轮廓处理的精准性和计算效率,开发了工业ct图像轮廓提取与优化系统。该系统主要包括图像处理模块、轮廓识别与提取模块、轮廓拟合与优化模块、图像处理经典算法库和数据接口等功能模块,实现了从... 详细信息

为了有效地提高面向逆向工程的工业ct图像轮廓处理的精准性和计算效率,开发了工业ct图像轮廓提取与优化系统。该系统主要包括图像处理模块、轮廓识别与提取模块、轮廓拟合与优化模块、图像处理经典算法库和数据接口等功能模块,实现了从工业ct图像到轮廓数据的三维点云与轮廓线的标准格式输出,并与逆向工程软件对接。同时,在轮廓拟合与优化模块中,提出了基于全局约束模型的轮廓拟合策略,并采用有向图分解和数值代数相结合的计算方法,提高了轮廓拟合的计算精度和效率。最后通过实例验证了系统的有效性和正确性。

关键词：工业ct图像轮廓拟合约束模型轮廓数据

二阶Wedgelet快速分解及其在工业ct图像线特征提取中的应用

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光学精密工程 2015年第11期23卷 3238-3245页

作者：李宗剑邹晓兵重庆第二师范学院数学与信息工程系重庆400067

为了对工业ct(Ict)图像中的线特征进行有效提取,提出一种基于二阶Wedgelet快速分解的特征提取方法。首先,介绍了二阶Wedgelet分解的定义,根据二阶Wedgelet基函数的构成将其划分为3种(同边型、邻边型、对边型)不同类型。根据不同类型基... 详细信息

为了对工业ct(Ict)图像中的线特征进行有效提取,提出一种基于二阶Wedgelet快速分解的特征提取方法。首先,介绍了二阶Wedgelet分解的定义,根据二阶Wedgelet基函数的构成将其划分为3种(同边型、邻边型、对边型)不同类型。根据不同类型基函数间的空间关系设计出二阶Wedgelet快速分解算法。在此基础上,在不同的单尺度上分别提取了各自的候选线特征。最后,结合多尺度四叉树结构,融合不同单尺度的候选线特征得到最终提取结果。对实际Ict图像进行了线特征提取实验,对比试验结果验证了提出方法的有效性和先进性,表明基于二阶Wedgelet快速分解的Ict图像线特征提取方法能有效地提取Ict图像感兴趣的线特征,对其它类型图像的线特征提取也具有一定的参考价值。

关键词：二阶Wedgelet分解线特征提取多尺度几何分析工业ct图像

基于邻层数据匹配的工业ct图像生成G代码方法

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仪器仪表学报 2021年第4期42卷 265-274页

作者：谭川东何泳江罗雪清方诚段黎明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400044 重庆大学机械与运载工程学院重庆400044

针对目前工业ct图像转换为3D打印G代码方法效率低的问题,提出一种基于邻层数据匹配的工业ct图像直接转换成G代码的方法。首先采用Canny算子提取工业ct图像的轮廓,然后处理轮廓分叉问题,实现邻层间几何信息数据匹配,其次进行邻层间轮廓... 详细信息

针对目前工业ct图像转换为3D打印G代码方法效率低的问题,提出一种基于邻层数据匹配的工业ct图像直接转换成G代码的方法。首先采用Canny算子提取工业ct图像的轮廓,然后处理轮廓分叉问题,实现邻层间几何信息数据匹配,其次进行邻层间轮廓插值以满足3D打印层间厚度要求,从而避免"阶梯效应",最后通过填充编码得到用于3D打印的G代码。使用本文提出的方法,轮毂ct图像转换为G代码的时间为10.5 s,耗时远小于其他间接转换方法;3D打印出的轮毂无"阶梯效应",平均尺寸误差率为0.25%。实验结果表明,该方法不涉及中间格式,转换效率高,转换误差与传统方法相当,适用于具有复杂内腔结构的零件。

关键词：工业ct图像 3D打印 G代码邻层数据匹配轮廓插值

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基于工业ct图像的自适应三维网格模型重建

光学学报 2023年第3期43卷 235-244页

作者：黎玲金恒刘杰龙超何云勇李中明段黎明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400044 重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 重庆大学光电工程学院重庆400044

针对X射线扫描得到的工业ct图像重建三角网格模型存在尖锐特征丢失、狭长三角形和三角面片数量多等问题,提出一种自适应三维网格模型重建算法。首先对图像进行预处理;其次采用八叉树结构确定体元;然后利用二次误差函数(QEF)构建自适应... 详细信息

针对X射线扫描得到的工业ct图像重建三角网格模型存在尖锐特征丢失、狭长三角形和三角面片数量多等问题,提出一种自适应三维网格模型重建算法。首先对图像进行预处理;其次采用八叉树结构确定体元;然后利用二次误差函数(QEF)构建自适应八叉树;最后剖分四边形生成三角网格。使用立方体数据和两组实际扫描的ct数据对所提算法的性能进行验证分析,实验结果表明:所提算法在简化网格的同时仍能保持物体的尖锐特征,减少了狭长三角形的数量。利用所提算法生成三角网格模型的简化率可达90%,简化后网格质量大于0.3的三角网格平均占比为99%,有效地提高了由工业ct图像重建三角网格模型的质量。

关键词： X射线光学工业ct图像三维重建三角网格自适应八叉树

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工业ct图像自适应三维裂纹面分割

计算机应用研究 2011年第12期28卷 4746-4747,4751页

作者：陈绪佳曾理向才兵重庆大学数学与统计学院重庆401331 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400030

在图像分割方法中,CV模型可以得到较好的分割结果,但是模型的收敛速度慢。在三维CV模型检测工件裂纹面的过程中,由于三维ct图像数据量比较庞大且三维CV模型本身分割速度慢,使得检测时间比较长。对于这一问题,研究了一种自适应预处理算... 详细信息

在图像分割方法中,CV模型可以得到较好的分割结果,但是模型的收敛速度慢。在三维CV模型检测工件裂纹面的过程中,由于三维ct图像数据量比较庞大且三维CV模型本身分割速度慢,使得检测时间比较长。对于这一问题,研究了一种自适应预处理算法。该算法先对体数据进行三个方向投影,再对投影图利用迭代求最佳阈值的阈值分割方法和自适应矩形框来定位缺陷的大致区域。该方法能够自动适应裂纹面形状变化,同时大幅度减少了需要三维CV模型分割的数据量,可以非常明显地提高分割的速度。实验结果表明利用该预处理算法,三维CV模型的分割裂纹面的速度提高了近8倍。

关键词：图像分割三维CV模型工业ct图像阈值分割自适应矩形框加速

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一种基于工业ct图像的岩心孔隙率计算方法

强激光与粒子束 2014年第3期26卷 240-244页

作者：方黎勇陈鹏陈浩电子科技大学航空航天学院成都611731 电子科技大学数学科学学院成都611731 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900

针对目前基于工业ct图像的岩心孔隙计算中都采用局部自定义区域数据的问题,提出了一种基于岩心图像全部数据的孔隙率计算方法。其中,岩心目标的准确提取是该方法的关键。研究了图像中岩心目标与周边噪音的结构和位置关系,并以此为依据... 详细信息

针对目前基于工业ct图像的岩心孔隙计算中都采用局部自定义区域数据的问题,提出了一种基于岩心图像全部数据的孔隙率计算方法。其中,岩心目标的准确提取是该方法的关键。研究了图像中岩心目标与周边噪音的结构和位置关系,并以此为依据提出了一种工业ct图像的岩心目标提取算法。然后以ct图像中的岩心目标为数据源,通过目标内的孔隙像素与目标像素之比来计算单张图像的岩心孔隙率。而针对岩心的序列ct图像,则通过计算每张图像的孔隙率均值来获得该岩心的孔隙率。最后,以一岩心样本的ct序列图像为例,说明所提方法的准确性和有效性。

关键词：岩心孔隙率工业ct图像岩心目标提取噪音

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基于工业ct图像的轮廓控制点优化提取

机械工程学报 2006年第10期42卷 182-185页

作者：刘晶张定华王凯赵歆波西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室西安710072

针对如何提取工业ct图像轮廓控制点这一问题,提出一种简单有效的二次提取方法。该方法分为粗提取和精提取两步。首先计算轮廓数据点的离散圆曲率,通过粗提取去除轮廓数据点中的坏点和对轮廓特征贡献很小的点。然后在精提取过程中,通过... 详细信息

针对如何提取工业ct图像轮廓控制点这一问题,提出一种简单有效的二次提取方法。该方法分为粗提取和精提取两步。首先计算轮廓数据点的离散圆曲率,通过粗提取去除轮廓数据点中的坏点和对轮廓特征贡献很小的点。然后在精提取过程中,通过多层次细节分析将轮廓控制点提取出来。试验验证提取出的轮廓控制点不仅能够表示轮廓的形状,而且能有效地消除数据冗余。

关键词：工业ct图像控制点离散曲率多层次细节分析

基于引导滤波和NSST的工业ct图像边缘检测

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应用科学学报 2016年第4期34卷 405-416页

作者：孟天亮吴一全吴诗婳南京航空航天大学电子信息工程学院南京211106 华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074 南昌航空大学江西省图像处理与模式识别重点实验室南昌330063

针对传统边缘检测算法不能准确检测有噪工业ct图像边缘的问题,提出一种鲁棒性好、能有效保持细小边缘的边缘检测算法.用引导滤波取代高斯滤波作为边缘检测的预处理,避免Canny算法对边缘的损坏,得到初步检测结果.在此基础上采用非下采样S... 详细信息

针对传统边缘检测算法不能准确检测有噪工业ct图像边缘的问题,提出一种鲁棒性好、能有效保持细小边缘的边缘检测算法.用引导滤波取代高斯滤波作为边缘检测的预处理,避免Canny算法对边缘的损坏,得到初步检测结果.在此基础上采用非下采样Shearlet变换分解图像,提取包含图像边缘细节信息的各尺度不同方向的高频系数.对每个方向的系数进行模极大值检测,并结合不同分解程度下边缘像素处的系数关系进一步调整模极大值,低频置零并通过反变换得到高频边缘检测结果.将初步检测结果与高频检测结果进行融合,经数学形态学处理得到最终边缘检测图像.实验对比了Canny算子以及近年来提出的同类边缘检测算法的结果,所提算法表现出更好的边缘保持特性,检测的完整性和准确性更高,品质因数比实验中的其他算法平均高出12%,边缘检测效果优越,为工业ct无损检测系统提供了更好的边缘检测方案.

关键词：工业ct图像边缘检测非下采样Shearlet变换引导滤波

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工业ct图像直接生成六面体网格方法研究

工业CT图像直接生成六面体网格方法研究

作者：刘杰重庆大学

学位级别：硕士

工业计算机断层成像(Computed Tomography,ct)技术能在无损条件下获取产品内外结构,被广泛应用于逆向工程、缺陷检测、材料分析等领域。通过对产品的工业ct图像进行处理,获得其有限元模型并进行有限元分析,能为产品的寿命预测、性能评... 详细信息

工业计算机断层成像(Computed Tomography,ct)技术能在无损条件下获取产品内外结构,被广泛应用于逆向工程、缺陷检测、材料分析等领域。通过对产品的工业ct图像进行处理,获得其有限元模型并进行有限元分析,能为产品的寿命预测、性能评估、优化设计提供技术支持。在有限元分析中,六面体网格相较于其他三维网格在计算精度、网格数量及抗畸变能力等方面存在较大优势,是三维有限元分析的首选网格。目前,由工业ct图像生成六面体网格存在转换环节多、效率低、自动化程度低等问题,因此,研究工业ct图像直接生成六面体网格的方法具有重要意义。本文主要研究内容如下:(1)基于八叉树算法对工业ct图像数据进行六面体网格划分。首先,基于最大间类方差法对工业ct图像进行二值化处理;然后,根据工业ct图像数据确定八叉树根节点,并对根节点进行均匀或非均匀六面体网格划分;最后,根据单元内外属性提取核心网格。对于非均匀网格中存在悬挂节点的问题,本文基于2-细化模板,提出了一种悬挂节点处理算法。(2)针对由工业ct图像直接生成六面体网格没有明确边界条件的问题,提出一种基于工业ct图像边界灰度值突变特性的六面体网格表面拟合方法。首先,提取核心网格外表面并计算核心网格外表面点的法向量;接着,将核心网格外表面点及其法向量投影至相邻ct图像上求解二维轮廓交点;然后,计算表面拟合点并构造表层单元;最后,基于Shi-Tomasi算法实现六面体网格与工件的特征匹配。(3)六面体网格质量优化与质量评价。首先,采用拓扑优化改善边界网格的拓扑连接,提出一种L型优化模板解决凹凸特征同时存在的边界网格优化问题;然后,基于拉普拉斯平滑算法对边界六面体网格顶点进行位置调整;最后,引入六面体网格常用评价指标雅可比比率对优化前后的网格进行质量评估。结果表明,优化后的网格雅可比比率均小于5,满足有限元分析需求,且高质量单元占比有所提升,证明了本文网格优化算法的正确性与有效性。(4)六面体网格数据格式转换与有限元分析。将本文方法生成的六面体网格数据进行格式转换,然后导入ANSYS Workbench进行有限元分析。有限元分析过程中不存在无法收敛或网格报错,证明了本文方法生成的六面体网格的可用性,进而验证了本文方法的正确性和有效性。

关键词：工业ct图像图像处理有限元模型六面体网格