浮雕技术在汽车铝轮毂X射线实时探伤系统中的应用

　　1　引言

　　汽车铝轮毂是汽车的重要受力部件,其质量直接影响着整车质量。为了确保汽车铝轮毂的质量,必须在评片过程中对有缺陷的铝轮毂进行严格把关。可是,由于人工评片的工作量比较大,再加上许多图像的清晰度、分辨率很低,所以在短时间内对铝轮毂的缺陷准确定位很难完成,因此容易造成对缺陷的误判、漏判,埋下危险隐患。鉴于这种情况,作者采用图像增强中的“浮雕”技术,既可以提高图像的分辨率,又可以有效的克服人工评片中由于看不清而引起的漏判和误判,使评定工作变的相对容易,并且有助于提高工作效率。所谓的“浮雕”技术是指图像的前景前向凸出背景。本文着重介绍浮雕的特效技术。

　　2　实现过程

　　图像处理就是用一系列的特定操作来改变图像的像素,以达到特定的目标,比如使图像更清晰,或从图像中提取某些特定的信息等。对含有噪声的图像,要除去噪声、滤去干扰,提高信噪比;对信息微弱的图像要进行灰度变换等增强处理;对已经退化的模糊图像要进行各种复原的处理;对失真的图像要进行几何校正等变换。由此可见,图像处理就是为了达到改善图像的质量,将图像变换成便于人们观察、适于机器识别的技术。数字图像处理是现代图像处理的主要方法,具有再现性好、精度高、适应面广和灵活性大等优点。图像处理既可以在空间域内实现,也可以在频域内实现[1]。

　　“浮雕”技术的基本思路是在空间域内,把原图像看作一个二维矩阵,将它与专门设定的卷积核进行卷积操作(在信号处理中就叫滤波),这样所生成的新图像就具有浮雕效果。

　　2.1　卷积核的选取

　　并非所有的卷积核,都能产生浮雕图像。所选取的卷积核,应参考以下几点:

　　●卷积核的行、列都是奇数,奇数越大处理时间越多。

　　●卷积核中心的数值可以加强当前像素值。

　　●除卷积核中心外的负数值越大,图像改变幅度越大。

　　●若卷积核是对称的,则生成的结果是非对称的。

　　●卷积核权值为0时,生成的图像相对较暗。

　　●卷积核权值为非0时,生成图像的亮度几乎无改变,权值越大,图像越暗。

　　在参考以上几点的基础上,同时又根据图像的特点,作者所选取的卷积核(特定的矩阵)如图1所示。

　　2.2　卷积的过程

　　图像像素的处理方式可以分为点处理和区域处理。点处理是对单个像素进行处理的技术,是完全基于单个像素的值而对图像进行处理的算法,它的算法特点是当前被计算的像素值只依赖于它原有的值。区域处理的输出像素值不仅与输入的像素值有关,而且与输入像素在一定的范围内的相邻像素值有关[2]。区域处理在处理某一像素时,利用与该像素相邻的一组像素,经过某种变换得到处理后图像中某点的像素值。目标像素的邻域一般是由像素组成的二维矩阵,该矩阵的大小为奇数,目标像素位于该矩阵的中心,即目标像素就是区域的中心像素。经过处理后,目标像素的值为经过特定算法计算后所得的结果。主要的区域处理算法有卷积、中值滤波和边缘检测。当对数字图像进行线性处理时,卷积操作是一种高效的处理方法。结合制作浮雕技术的特点,设计一个专门的空间卷积器(滤波器)。在此,借助于区域处理算法,可以减轻或增强图像中某些特定的频率分量。