應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判別X射線探傷底片的設(shè)想

應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判別X射線探傷底片的設(shè)想SomediscussionaboutestablishingX-rayinspectionnegative’sautomaticgradingsystemthroughapplicationofArtificialNeuralNetworkmodeidentificationtechnology文章摘要：探討研究X射線探傷底片的自動(dòng)判定定級(jí)方法，運(yùn)用X射線成像和數(shù)字圖像處理技術(shù)，通過對(duì)預(yù)處理后X射線探傷底片圖像的特征提取，得到產(chǎn)品焊縫內(nèi)部缺陷的狀態(tài)特征，結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法實(shí)現(xiàn)模式識(shí)別，建立狀態(tài)識(shí)別模型，并依據(jù)識(shí)別模型，完成產(chǎn)品焊縫內(nèi)部缺陷的自動(dòng)分類識(shí)別。Abstract:ThispaperisgoingtoresearchtheprocessX-rayinspectionnegative’sautomaticgradingmethods.FirstusingX-rayimaginganddigitalimageprocessingtechnology,throughthefeaturescapturingonpost-pretreatmentX-rayinspectionnegative’simagetoobtainthestatecharacteristicsofproductsweldingline’sinternalfaults.Then,combinewithartificialneuralnetworktorealizemodeidentification,establishingstateidentificationmodel.Andfinallycompletetheautomaticgradingidentificationoftheweldingline’sinternalfaultsbasedontheidentificationmodel.關(guān)鍵詞：射線探傷、圖像預(yù)處理、特征提取、BP反向傳播網(wǎng)絡(luò)、自適應(yīng)學(xué)習(xí)建模能力KeyWords:RadialTesting,ImagePretreatment,FeaturesCapturing,BackPropagationNetwork,Self-adaptiveabilitytowardmodelestablishing焊接是制造和連接各種過程構(gòu)件最重要的方法，而無損探傷則是檢驗(yàn)焊接質(zhì)量好壞的重要手段。焊接技術(shù)的發(fā)展是和無損探傷技術(shù)的提高分不開的。隨著焊接方法和工藝的改進(jìn)，目前焊縫的質(zhì)量以能完全達(dá)到母材的水平。但是，由于影響焊接質(zhì)量的因素太多，諸如電流、焊件、焊材、焊劑、環(huán)境以及認(rèn)為的因素等等，即使是十分成熟的焊接工藝，也難免在焊縫中殘留一定的缺陷。所以，要檢查構(gòu)件的阿可靠性和安全性，焊縫自然是檢查的重點(diǎn)。射線探傷是應(yīng)用較早的檢驗(yàn)方法。利用射線照相檢驗(yàn)焊縫內(nèi)部缺陷具有準(zhǔn)確、可靠、直觀等優(yōu)點(diǎn)，射線照相底片不僅可以用于缺陷的分析，而且還能作為質(zhì)量憑證存檔，這是其它無損檢測(cè)方法所無法比擬的。對(duì)焊縫X射線底片的評(píng)定一般是人工進(jìn)行的。因底片質(zhì)量受光源、被測(cè)材質(zhì)和沖洗水平等客觀因素的影響，以及檢測(cè)人員的水平、經(jīng)驗(yàn)不一，所以誤判、漏判的現(xiàn)象難免發(fā)生,而由此所造成經(jīng)濟(jì)上損失也是巨大的?，F(xiàn)代圖象處理技術(shù)已被廣泛應(yīng)用在遙感、生物醫(yī)學(xué)、地質(zhì)、海洋、氣象、農(nóng)業(yè)、災(zāi)害治理等諸多領(lǐng)域。圖象處理內(nèi)容豐富,主要有采集與量化(通過物理裝置取得離散圖象）、對(duì)比度增強(qiáng)(擴(kuò)大圖象動(dòng)態(tài)范圍）、圖象平滑(濾除噪音）、圖象銳化(再現(xiàn)和強(qiáng)化圖象邊緣）、圖象分割(將圖象分成若干有意義的區(qū)域)、特征提取、模式識(shí)別、編碼壓縮及恢復(fù)重建等（見圖1）。圖1圖象處理流程圖近年來，在部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，狀態(tài)已知的產(chǎn)品檢測(cè)中采用了計(jì)算機(jī)圖像處理方法。常用的方法是幀比較法，這種方法將實(shí)際拍攝的產(chǎn)品圖像減去標(biāo)準(zhǔn)模板圖像，根據(jù)相減結(jié)果判斷產(chǎn)品是否有缺陷，如在電路板檢測(cè)中，常采用該方法進(jìn)行元件的缺失檢測(cè)。然而，由于鍋爐壓力容器產(chǎn)品的焊縫組成結(jié)構(gòu)多變，紋路復(fù)雜，無法做出具有普遍代表性的標(biāo)準(zhǔn)模板圖像，因此采用幀比較法無法得到令人滿意的結(jié)果。進(jìn)針對(duì)躲這一婦問題數(shù)，本卻文提亂出了閑一種泛具有車普遍俗意義渡的復(fù)魔雜產(chǎn)濫品內(nèi)矮部構(gòu)視件狀銀態(tài)的蝦自動(dòng)聞檢測(cè)鹽方法吩。具失體探慶討研倦究對(duì)跌X射詳線探鏈傷底焦片的厭自動(dòng)牛判定感定級(jí)孤方法絕，依斑據(jù)X捧射醉線成環(huán)像和自數(shù)字沈圖像漁處理喬技術(shù)幻，通款過對(duì)將預(yù)處淺理后窄X射辰線探耽傷底濟(jì)片圖街像的彈特征慣提取輛，得桿到產(chǎn)艇品焊弊縫內(nèi)傷部缺歡陷的凱狀態(tài)米特征薯，并沸結(jié)合歐人工六神經(jīng)祖網(wǎng)絡(luò)福方法修實(shí)現(xiàn)兩模式蟻?zhàn)R別話，建否立狀豎態(tài)識(shí)克別模塊型，喘并依可據(jù)識(shí)億別模述型，腔完成仿產(chǎn)品圓焊縫惹內(nèi)部蘆缺陷虹的自仙動(dòng)分潑類識(shí)若別。妄與上芒述幀后比較餡法相警比，原本文足所述粱方法設(shè)將被隔檢測(cè)懂構(gòu)件減狀態(tài)緊特征美信息莫壓縮絞為一緞維分懼布的渡灰度穩(wěn)信息腳，并堪利用落人工世神經(jīng)意網(wǎng)絡(luò)帶模式剩識(shí)別殼方法橋進(jìn)行等了分絹類判構(gòu)別，椒在?；弊C檢傅測(cè)結(jié)擱果可敏靠性探的同偶時(shí)，簡(jiǎn)有望飲提高調(diào)檢測(cè)心效率堅(jiān)。覽系統(tǒng)氧設(shè)備萄及工笛作原顛理遙焊縫瘦缺陷及計(jì)算觸機(jī)自扎動(dòng)識(shí)室別系煎統(tǒng)組黎成如濱圖2肢所示尊。由率高精緩度轉(zhuǎn)持鼓式壺發(fā)片腿機(jī)或往負(fù)片畢掃描劣儀等運(yùn)圖像密轉(zhuǎn)換桐裝置消負(fù)責(zé)慎把X自射線相底片扮轉(zhuǎn)變鏡為模捷擬圖倡像（糞圖像乖采集烏），佛然后宏用A諷/D舌轉(zhuǎn)換愧器將潮模擬丹圖像非量化蜜成8宋bi咸t軌灰度翻圖像惜輸入另計(jì)算土機(jī)處剝理。圖像圖像轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)監(jiān)視器打印機(jī)存儲(chǔ)器紡寶摸筆你柿闊嫌邁忙啄鋒更闊牢碗支辮圖騙2蔥系拘統(tǒng)組讀成框距圖做圖像拾預(yù)處津理頓經(jīng)量璃化后勇的底捎片圖陡像中慎，不煉可避詠免地街存在扁多種兇噪聲營(yíng)。為悠了正腿確無免誤地織抽取難缺陷旦特征停，牢需要牛在底擔(dān)片自惜動(dòng)評(píng)駐定前異進(jìn)行槳適當(dāng)屠處理擱，其迅中包挨括：在（一杯）灰棕度變虜換徑唉焊縫高X射廟線照五相底少片圖農(nóng)像的謀灰度浪范圍育一般劣較窄愧，對(duì)兩比度仇差，擁尤其撤是在聞缺陷礙部位譜。經(jīng)卷過灰鵲度變辛換可末使圖典像動(dòng)疑態(tài)范鴉圍加生大，較拉寬此圖像門灰度付域，賣使得勇圖像幕清晰軍，特?fù)握髅髯@。崗（二腎）濾救波火噪聲單使圖脹像模明糊，著分析如困難償。濾息波操嶼作可徒有效押地消特除多點(diǎn)種干謝擾，橫突出駝圖像敢中的告目標(biāo)魚對(duì)象追，是夠圖像祝預(yù)處份理最貍重要充的工鉤作。尺由傳儀感器腎或信行道引蹈起的糕噪聲喉通常惹呈現(xiàn)伐孤立橡離散刊性分圍布,束常與玉鄰域舞象素柄有比舍較明款顯的槽差異庭。噪摸聲消獻(xiàn)除平墓滑時(shí)水，系猴統(tǒng)順吸序檢奧測(cè)每版一個(gè)賭象素醬，以剛當(dāng)前者象素匹f（偽j，樸k）乎為中箱心，叢取一杜個(gè)N該×N蠻的窗循口（習(xí)N=怕3，農(nóng)5，詠7，己…韻），澇f（允j，敲k）慘與鄰饒域象亮素f鈔（m汗，l米）之青差的作絕對(duì)均值為鄭ε胸i緊。其亦中，圖m=禿－(賄j－嗚1蝴)熱～+亮(j驢－1亭);耐l=水－(或k－公1)爪～+齒(k另－1垂);抗i=土1,卷2,丙…,亮(N壺×（準(zhǔn)N－怪1）嘆)。剝?cè)俣ㄎ浟x一沾個(gè)統(tǒng)情計(jì)變籌量C槐NT任（初正始值柏為零竊）、拼門限受值V對(duì)和噪涂聲參厘照值寸Y。含將ε白i丟逐個(gè)滾與V角作比攜較，暑如果祥ε遵i汽≥V香，C婚NT園加1脾。比遺較完六畢，戀判斷龍CN蘇T是辯否大表于Y惠，如賀果條安件為盯真，拐則確源認(rèn)f蟲（j宿，k柜）為膽噪聲竿，繼傷而用表窗口事象素迫均值著代之氏。否任則，溪f（欄j，盤k）洽不變赴。曉（三論）圖鐘像二抵值化哄只有跪兩個(gè)懸灰度醫(yī)級(jí)的距圖像桿稱為附二值閘圖像辣，即常只有店“覆0蠟”隙和蕩“姿1獄”秋兩個(gè)智灰度土級(jí)的劑圖像嫁。金患屬結(jié)乖構(gòu)圖螺像二益值化奸時(shí)，雨最常似用隱的方牙法是炮設(shè)定黑某一超閾值堆T，悔大于價(jià)T的愧像素起群以支1表癢示，如小于兵等于棍T的魄像素打群以合0表須示。鏟將焊殘縫X點(diǎn)射線純照相遵底片乒圖像姨二值偉化后濟(jì)有利碎于對(duì)軋圖像床邊界每的跟氣蹤。委（四遲）焊唯縫缺狀陷的封輪廓腎線跟惑蹤績(jī)計(jì)算捉機(jī)對(duì)紋經(jīng)過呼預(yù)處紋理、息二值仙化后偵的缺竟陷圖特像進(jìn)顧行光辜柵掃薄描，施尋找式還未且打上君已跟鐘蹤標(biāo)角記的采邊界輸點(diǎn)刮B(羞0)吩，如與發(fā)現(xiàn)剖這樣修的點(diǎn)礦，就說開始畜一條貧邊界揭線的行跟蹤適。在河B(課0)朋的8滴鄰域樣中，街按逆紅時(shí)針惜的順掀序，暮判斷余像素正的值訊，將諒最先遇遇到華的1監(jiān)像素寒B(純1)題作為厚下一舟個(gè)邊堅(jiān)界像聾素進(jìn)即行跟煌蹤。括證在執(zhí)B(詳1)姜的8蒙鄰域隔中，叮繼續(xù)許按逆蔑時(shí)針旱方向煎尋找披1像惡素，構(gòu)并把茄它定洋義為簡(jiǎn)鞋B(陳2)覺。用察同樣脊的方懇法可擊求出墻B(膠3)門、損B(監(jiān)4)桐、翁…灣。如聚果券B(室m+田1)投=B喝(1攻),季B燭(m造)=經(jīng)B(渣0)宰,懼則一演條邊潛界跟午蹤結(jié)替束，魯B(撥0頁(yè))筐、屬B(渡1馳)唐、幸…占、折B(餡m喉-叔1)平形成結(jié)一個(gè)舊缺陷親邊界妨線。武在跟肚蹤過子程中予，對(duì)殃每個(gè)肌B(榮i)秘分別震賦給南一個(gè)恰以跟硬蹤標(biāo)燕記。祝物理循量的嗓計(jì)算歇根據(jù)帳GB負(fù)33嫁23斯-8色7標(biāo)肺準(zhǔn)，疤主要辭焊縫退缺陷純分為唐五類冬：她（一城）裂從紋：理在底羅片上單成像帶一般跳較清元晰，寸中間偷略寬找，兩北頭尖岔細(xì)，復(fù)有時(shí)錄曲折喪多齒壺，具偶有尖敘銳的肯端部讀和較面大的奇長(zhǎng)寬切比，痕表現(xiàn)轎為一漠條直鉛線或厲曲線漫狀的閱缺陷若。繼（二賤）未奏焊透監(jiān)：一袍般呈尸現(xiàn)在測(cè)底片稠焊縫謝投影初影象巧的中等間，劫在射辨線底野片上階呈現(xiàn)帥連續(xù)宜的規(guī)灰則黑訴線。繞（三呆）未替熔合鹿：形幫狀近賣似未軌焊透伐和線屈狀?yuàn)A同渣，身在底僅片上餅特征笛呈一貞邊直儉，另際一邊刮不齊火，顏砍色深云淺較靈均勻腎，有佳一定農(nóng)寬度挪的線減條，氏位置竭在焊鍛縫影糾象的景一側(cè)避?；铮ㄋ慕遥﹫A良形缺處陷：幟殘留瓶在焊螞縫中該的熔街渣、躁氣孔鏟等，政形狀少不規(guī)灑則，醒缺陷嗎長(zhǎng)、劣寬之牲比一叉般小侮于等折于3騎。賊（五柄）長(zhǎng)丸形缺周陷：璃長(zhǎng)、斯寬之皇比大劈于3活的缺寨陷。避清為識(shí)鐮別上國(guó)述缺程陷，非主要姻需要足計(jì)算你以下望物理議量：限缺陷駝周長(zhǎng)番（L個(gè)）；使缺陷暫長(zhǎng)徑槐（L悠1）或；凍缺陷監(jiān)短徑暫（L橫2）袍；物缺陷糠面積月（S膝）；漫周長(zhǎng)襖平方植面積合比（普P）瞧：P駛=L砍2伏/S密，能穗較好艇反映局邊界翅特征慰的參諸數(shù)。撤當(dāng)缺伍陷為漏圓形央時(shí)，坊L類2軍/S奏最小平。缺洲陷越崇長(zhǎng)，疑邊界衣越不不規(guī)則遲，L獸2孩/S初越大鍬。周旨長(zhǎng)平勇方面估積比啊對(duì)缺灣陷邊恐界形瘋狀非桐常敏殲感。笛長(zhǎng)寬碌比：誤L1密/L猛2是蹲國(guó)標(biāo)枝規(guī)定歡的使解用標(biāo)駁準(zhǔn)。墊實(shí)驗(yàn)糧結(jié)果香表明詞，L尺1/公L2膏小于蔑等于狠3，財(cái)可以歐比較誠(chéng)準(zhǔn)確綢地判燭別出鍬圓形懲缺陷重。總面積隙像素輛數(shù)與韻周長(zhǎng)閃像素傘數(shù)之付比（俘F）喚：F雨=S微/L鵲，反貪映單們位邊演界長(zhǎng)行度所市圍缺野陷面憶積的群大小雁，對(duì)析L1徐/L足2大米于3胖的長(zhǎng)弓形缺身陷，腳若F哥小于拳1.消2，殿則一晚般是鴿裂紋促。券計(jì)算冷機(jī)自勺動(dòng)定鏈級(jí)朽一般伶神經(jīng)是網(wǎng)絡(luò)身識(shí)別評(píng)系統(tǒng)唉由預(yù)綢處理吳，特毫征提挖取和扶神經(jīng)患網(wǎng)絡(luò)頓分類腦器組阻成。斯預(yù)處糧理就避是將銹原始惹數(shù)據(jù)扁中的懷無用河信息謙刪除多，平芽滑，戴二值阿化和綠進(jìn)行公幅度拆歸一餓化等結(jié)。神屋經(jīng)網(wǎng)越絡(luò)識(shí)竄別系戚統(tǒng)中猴的特紀(jì)征提蠢取部耽分不粉一定揚(yáng)存在熄，這錯(cuò)樣就嚴(yán)分為鹽兩大覽類：陽(yáng)（覆一鴿）有誦特征茅提取右部分性的：稼這一師類系塑統(tǒng)實(shí)榜際上各是傳潤(rùn)統(tǒng)方嗚法與蟲神經(jīng)弄網(wǎng)絡(luò)何方法遮技術(shù)俘的結(jié)境合，缸這種飼方法價(jià)可以嚇充分例利用撇人的裹經(jīng)驗(yàn)彼來獲覺取模姿式特武征以照及神刷經(jīng)網(wǎng)緩絡(luò)分瞞類能奪力來洲識(shí)別蠅字符膀。特抖征提軍取必喘須能主反應(yīng)渡整個(gè)剃待識(shí)水別物為體奔的特賤征。犯但它獎(jiǎng)的抗箭干擾哈能力韻不如溝第2則類。耀在這偏里，床可利驢用上距述對(duì)陪缺陷貧的特案征分劣析，治簡(jiǎn)單討地確勇定如爆下缺兼陷特鉆征識(shí)削別規(guī)掛則：企IF詳腔L熱1/藍(lán)L2摩≤耽3往誠(chéng)TH蝴EN員訪匙可歸糠類為取圓形諸缺陷齒EL匠SE燒I紹F殼澆F獅≤貿(mào)1.惰2長(zhǎng)燭TH位EN汪觸可政歸類勻?yàn)榱旬惣y橫EL捧SE券I崖F闊溉邊界傭水平獄方向很像素德數(shù)/愉邊界蠶總像姥素劃≥膨0.借8勞T燭HE坊N呆秋工可歸店類為矮未焊槍透計(jì)EL助SE投I鎖F雀全L1木/L賽2殲≥盆5曾膀TH縮EN迅陜可率歸類域?yàn)槲闯旰竿蛤逧L袋SE匪展撒可歸悶類濾為長(zhǎng)懇形夾粉渣分除去驅(qū)上述月可定屑性的岡缺陷志之外哈在底統(tǒng)片發(fā)翁現(xiàn)的烏幾何笨陰影咱圖像拿，可施視為譯偽缺朋陷。柿具體肺實(shí)施葵時(shí)，餓可根班據(jù)G罪B3壞32鹿3-坊87脆標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)對(duì)缺笨陷的雙判定斯方法敘、收煙集的壘經(jīng)驗(yàn)敗知識(shí)宗（尤痛其是分對(duì)底于片偽啦缺陷腳的判薄定經(jīng)熄驗(yàn)）域整理豪歸納加為幾所何形脆狀參摟數(shù)作傾為輸醫(yī)入特礎(chǔ)征向射量存餐入數(shù)王據(jù)庫(kù)馬，然竟后再助送到布神經(jīng)圣網(wǎng)絡(luò)駁輸入柳層，秤用B擦P反測(cè)向傳突播網(wǎng)夫絡(luò)算趴法訓(xùn)鵲練模扒塊建庸立神晉經(jīng)網(wǎng)勻絡(luò)模川型，禍用此浮模型校對(duì)底借片缺南陷進(jìn)智行自槍動(dòng)判滴別和煌定級(jí)坡。改（絹二勻）無愈特征洪提取熄部分蘆的：靠省去址特征合抽取部，整含個(gè)相待識(shí)肌別缺撇陷絨直接喇作為蛇神經(jīng)寫網(wǎng)絡(luò)藝的輸距入，軋這種門方式蠟下，糧系統(tǒng)粒的神磚經(jīng)網(wǎng)匠絡(luò)結(jié)托構(gòu)的崖復(fù)雜常度大宣大增拐加了撕，輸杰入模委式維喝數(shù)的售增加質(zhì)導(dǎo)致優(yōu)了網(wǎng)三絡(luò)規(guī)莖模的灘龐大爭(zhēng)。此傲外，矛神經(jīng)勢(shì)網(wǎng)絡(luò)研結(jié)構(gòu)浮需要拖完全學(xué)自己廳消除孕模式喚變形湊的影離響。倉(cāng)但是肆網(wǎng)絡(luò)特的抗靜干擾印性能勞好，良識(shí)別糾率高廁。峽構(gòu)造謀神經(jīng)巾網(wǎng)絡(luò)彼分類敢器首掀先要姐選擇困適當(dāng)猜的網(wǎng)灣絡(luò)結(jié)菠構(gòu)：或神經(jīng)批網(wǎng)絡(luò)胃分類串器的墓輸入塵就是救缺陷地的幾視何考特征攀向量茂；神梢經(jīng)網(wǎng)辣絡(luò)分幼類器扯的輸葡出節(jié)兵點(diǎn)應(yīng)胸該是計(jì)缺陷既類型舍。衡幾籍個(gè)數(shù)果字輸柿出層長(zhǎng)就有研幾憲個(gè)神熄經(jīng)元瀉，每金個(gè)神鮮經(jīng)元五代表濃一嶺種缺塘陷炕；隱虧層數(shù)減要選蔬好，服每層抓神經(jīng)駁元數(shù)哈要合訊適，殘目前誕有很搶多采芽用一販層隱悟?qū)拥乃揪W(wǎng)絡(luò)堪結(jié)構(gòu)償。然路后要恐選擇茄適當(dāng)消的學(xué)蒙習(xí)算暗法，兼這樣饒才會(huì)席有很駛好的胃識(shí)別挎效果傷。在尚學(xué)習(xí)析階段城應(yīng)該光用蔑以往蓋人工艇判定含的實(shí)兵例制姻定苗大量山的樣抽本進(jìn)蔽行訓(xùn)記練學(xué)戶習(xí)，捆通過窗樣本勤的大季量學(xué)江習(xí)對(duì)腥神經(jīng)盛網(wǎng)絡(luò)診的各誤層網(wǎng)榜絡(luò)的盼連接搜權(quán)值涌進(jìn)行昨修正酬，使筒其對(duì)矛樣本惠有正茅確的披識(shí)別忘結(jié)果漂，這儉就像潛人奪的記殿憶超一樣狀，網(wǎng)膠絡(luò)中如的神葛經(jīng)元轟就像視是人肌腦細(xì)遼胞，詞權(quán)值宏的改盈變就播像是據(jù)人腦朗細(xì)胞盤的相電互作學(xué)用的略改變蹤，神多經(jīng)網(wǎng)五絡(luò)在港樣本箭學(xué)習(xí)麥中就犯如同傭人總記憶芹事物教的特邪征嶼一樣僚，學(xué)而習(xí)樣耽本時(shí)凱的網(wǎng)豐絡(luò)權(quán)脆值調(diào)英整就產(chǎn)相當(dāng)猜于人湖記住泉各副種缺惹陷抱的形辭象，斃網(wǎng)絡(luò)搖權(quán)值狹就是躬網(wǎng)絡(luò)疼記住幼的內(nèi)刊容，什網(wǎng)絡(luò)轟學(xué)習(xí)涼階段澇就像闊人由司不認(rèn)首識(shí)因缺陷下到認(rèn)秧識(shí)瓣缺陷去反復(fù)鑼學(xué)習(xí)曾過程悶是一疤樣的極。神瞇經(jīng)網(wǎng)為絡(luò)是饞按整王個(gè)特抄征向版量的啞整體稱來記水憶