面向工業(yè)CT圖像矢量化的圖元自動識別及精確測量研究.pdf

1、工業(yè)CT(Computerized Tomography)技術(shù)是利用射線在被測工件無損狀態(tài)下,從多個方向以掃描方式透射被檢測物體某斷層,用專門的探測器把經(jīng)過被檢物射線衰減后的信息采集下來,通過計(jì)算機(jī)采用專門的圖像重建算法,得到工件的斷層圖像。它不受物體形狀、材質(zhì)的限制,不但可探測物體內(nèi)部構(gòu)造、鑒別其內(nèi)部缺陷,而且還可對物體內(nèi)外表面進(jìn)行精密測量,尤其在封閉零件內(nèi)腔的無損檢測中,工業(yè)CT起著無可替代的作用。因此,工業(yè)CT技術(shù)在無損檢測和逆向

2、工程中都起著重要的作用。然而,利用工業(yè)CT掃描得到的是位圖格式的切片圖像,不能直接應(yīng)用于逆向工程中。為此,研究了工業(yè)CT圖像的矢量化技術(shù)與圖元的自動識別,并利用Visual C++6.0技術(shù)開發(fā)了工業(yè)CT圖像矢量化與測量系統(tǒng),為工業(yè)CT技術(shù)在逆向工程中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。首先分析了工業(yè)CT圖像的特點(diǎn),經(jīng)過圖像去噪、圖像增強(qiáng)、二值化、輪廓提取等預(yù)處理,然后采用Freeman鏈碼跟蹤法對圖像邊緣輪廓進(jìn)行跟蹤,將邊緣點(diǎn)的信息存儲在鏈表中,為下一

3、步的圖元識別與矢量化做準(zhǔn)備。將圖像的邊緣識別為線段、圓、圓弧等基本圖元。對于線段的識別,采用了基于Bresenham線段生長算法的集合求交法對線段進(jìn)行擬合;對于圓的識別,采用了基于存在概率的圓檢測方法,并對其進(jìn)行了改進(jìn):事先選取圓心范圍,不計(jì)算大量的不可能為圓心點(diǎn)的存在概率,減少了計(jì)算量,提高了檢測效率,將得到的圓的參數(shù)存儲在鏈表中,降低了內(nèi)存的開支,實(shí)驗(yàn)表明改進(jìn)后的算法在計(jì)算時間上比改進(jìn)前提高了33-178倍;采用垂直平分線法圓弧搜索

4、算法和最小二乘擬合法相結(jié)合的方法對圓弧進(jìn)行擬合。將得到的圖元參數(shù)分別存儲在線段、圓和圓弧鏈表中,生成DXF格式文件,輸出到CAD系統(tǒng)中進(jìn)行編輯與完善。對工業(yè)CT圖像中的圓的測量進(jìn)行了研究。利用基于存在概率改進(jìn)的圓檢測方法檢測到圓,并利用最小二乘擬合法獲得圓的像素尺寸。根據(jù)圓的像素尺寸與像素當(dāng)量的乘積得到圓的實(shí)際大小,像素當(dāng)量即工業(yè)CT圖像中每個像素代表的實(shí)際尺寸大小。對得到的測量結(jié)果與真值進(jìn)行了對比,結(jié)果表明半徑測量值與真值的絕對誤差小