Обработка изображения

На рисунке 2 приведено изображение сварного шва в первоначальном виде.

Рисунок 2 Снимок

Далее, с помощью программы Photoshop CS2, исходное изображение переводится изображение в оттенках серого (рисунок 3).

Рисунок 3 Снимок в оттенках серого

Наложим на изображение снимка сетку (рисунок 4), с шагом по вертикали и горизонтали 10 пикселей.

Рисунок 4 Наложение сетки

Далее производится анализ каждой ячейки сетки в отдельности. Каждая ячейка представляет собой квадрат 10x10 пикселей. Каждый пиксель несет в себе информацию о цвете в градациях серого. Ему соответствует определенный номер от 0 до 255, в зависимости от оттенка. Следовательно, можно создать матрицу 10x10, соответствующую каждой ячейке.

Каждый элемент матрицы будет соответствовать определенному пикселю из ячейки.

Далее рассмотрим пример перевода двух ячеек изображения (с дефектом и без) в матрицу чисел.

а) б)

Рисунок 5 Увеличенная ячейка сетки: а) без дефекта (10 столбец, 10 строка); б) непровар (6 столбец, 10 строка)

Любое изображение в цифровом формате представляет собой три двумерных массива по каналам RGB (где значения соответствуют яркости компоненты, R-red, G-green, B-blue) или может быть приведено к таковому.

С изображением будем работать как с одной 2-х мерной матрицей, где значения от 0 до 255 - яркость точки. Фактически это соответствует серому изображению с глубиной яркости 8 бит. Яркость точки находится по следующей формуле:

Y = 0, 3*R+0, 59*G+0, 11*B

В таблице 1 приведены результаты расчетов яркости каждого пикселя ячейки изображения 10x10 Рисунка 5 а) без дефекта. Данная матрица составлена в программе Microsoft Office Excel 2003.

Таблица 1 Матрица чисел, соответствующих пикселям ячейки а)

В таблице 2 приведены результаты расчетов яркости каждого пикселя ячейки изображения 10x10 Рисунка 5 б) непровар.

Таблица 2 Матрица чисел, соответствующих пикселям ячейки б)

На рисунке 6 приведено соответствие градаций серого цвета числам.

Рисунок 6 Соответствие цвета и чисел

Производится анализ полученной матрицы чисел. В одной ячейке бездефектного сварного шва количество темных пикселей (яркость от 0 до 160) должно быть не менее 25%. Если это условие не выполняется, то такие ячейки будут относится к потенциально дефектным областям. Далее запрашиваются их координаты (столбец – X, строка – Y).

Таким образом производится анализ каждой ячейки сетки 10x10 пикселей.

После этого выдаются координаты всех забракованных ячеек и предоставляются оператору для окончательного решения отбраковки изделия со сварным швом.

На рисунке 7 приведена блок-схема проведения анализа изображения сварного шва.

Рисунок 7 Блок-схема анализа изображения

Данная система может применяться как для контроля всевозможных сварных соединений в месте эксплуатации, так и для выходного контроля качества сваренных деталей на больших производствах.