工業(yè)CT系統(tǒng)釆用輻射成像原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的非接觸式三維高精度掃描成像，可獲得產(chǎn)品內(nèi)部高精度的三維斷層數(shù)據(jù)和材料信息，能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵零部件、組件和系統(tǒng)的精確定量無(wú)損檢測(cè)與評(píng)價(jià)，在工業(yè)制造的各個(gè)階段都發(fā)揮著重要的作用，工業(yè)CT檢測(cè)過(guò)程中，CT圖像的缺陷檢出是對(duì)工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行缺陷分析的必需步驟。在利用工業(yè)CT獲取的斷層圖像進(jìn)行缺陷檢出時(shí)，由于圖像規(guī)模較大(重建圖像尺寸一般大于1024×1024×1024)，采用普通方法進(jìn)行缺陷檢出的速度較慢，精度不高。同時(shí)，大多傳統(tǒng)缺陷識(shí)別方法主要是針對(duì)二維灰度圖像的缺陷檢測(cè)，無(wú)法對(duì)缺陷進(jìn)行三維的顯示和度量，更不能將缺陷與成因相對(duì)應(yīng)，從而找出改進(jìn)生產(chǎn)工藝的有效手段。
針對(duì)工業(yè)CT數(shù)據(jù)分析等問(wèn)題，清華大學(xué)王秉欣，叢鵬等教授針對(duì)工業(yè)CT缺陷檢出中存在的上述問(wèn)題，采用一種用于圖像顯示和處理的軟件進(jìn)行缺陷檢出，通過(guò)閾值分割等手段進(jìn)行缺陷分割，并實(shí)現(xiàn)分割結(jié)果的三維可視化。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行缺陷的量測(cè)，并討論缺陷的評(píng)判和歸檔方法，充分發(fā)揮CT圖像的三維空間分布特性，為工業(yè)中缺陷檢測(cè)提供量化且直觀的依據(jù)。
對(duì)于利用高精度工業(yè)CT進(jìn)行工件檢測(cè)的系統(tǒng)，其缺陷檢出的主要步驟如下:CT圖像→缺陷分割及顯示→缺陷量測(cè)→缺陷評(píng)判→缺陷歸檔。
缺陷分割是缺陷檢出的基礎(chǔ)，主要目的是從龐大的工件圖像數(shù)據(jù)中提煉出缺陷信息，從而可單獨(dú)分析缺陷數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)化分析過(guò)程。缺陷分割的方法根據(jù)分割依據(jù)的選取可分為基于邊緣檢測(cè)的分割方法、基于閾值的分割方法和基于區(qū)域的分割方法等。本文重點(diǎn)研究閾值分割的方法，關(guān)鍵是選取合適的灰度閾值。利用軟件可實(shí)現(xiàn)缺陷的三維可視化，從而直觀反映出缺陷的形狀、大小等。
缺陷量測(cè)建立在缺陷分割的基礎(chǔ)上，目的是為缺陷評(píng)估提供定量的判斷依據(jù)。通過(guò)缺陷量測(cè)可獲得缺陷的特征信息，如體積、周長(zhǎng)、重心、灰度特征等。
缺陷評(píng)判依據(jù)缺陷量測(cè)結(jié)果評(píng)判工件缺陷，對(duì)工件性能評(píng)價(jià)、工件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工工藝改良等具有指導(dǎo)意義。缺陷歸檔則是對(duì)缺陷的特點(diǎn)、類別等進(jìn)行歸類和存檔，有利用于工業(yè)生產(chǎn)管理的系統(tǒng)化、正規(guī)化、數(shù)字化。
進(jìn)行缺陷分割，主要經(jīng)過(guò)3個(gè)步驟:1)確定缺陷的大致位置;2)確定工件和缺陷的閾值;3)進(jìn)行閾值分割。利用缺陷分割得到的結(jié)果，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷特征信息的定量分析。缺陷的灰度特征、體積、質(zhì)心位置等也是研究者非常關(guān)注的信息，對(duì)于缺陷評(píng)估，改進(jìn)工藝都有重要意義。
缺陷檢出給出了缺陷形態(tài)的直觀印象，而缺陷量測(cè)給出了缺陷體積、位置等定量信息。基于上述信息，再結(jié)合專業(yè)知識(shí)背景和經(jīng)驗(yàn)，可對(duì)缺陷進(jìn)行深入評(píng)估，如缺陷對(duì)工件性能的影響、可能造成的危險(xiǎn)程度等。
基于高精度工業(yè)CT檢測(cè)結(jié)果的缺陷檢出及分析是工業(yè)產(chǎn)品檢測(cè)中的重要環(huán)節(jié)，可充分發(fā)揮CT圖像的三維空間分布特性。為適應(yīng)不同工件和不同缺陷的檢測(cè)，要求缺陷檢出方法具有廣泛適用性，易于操作，同時(shí)保證檢出速度和精度。
我們認(rèn)為，工業(yè)CT圖像分析方法需要滿足以下條件：首先，該方法要普遍適用。例如閾值分割的方法，只關(guān)注圖像的灰度信息，適用于各種工件的缺陷檢出。其次，該方法的操作要靈活。傳統(tǒng)方法根據(jù)圖像單一的屬性標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)圖像的某一特性進(jìn)行分割，通常很難兼顧到局部和全局分割要求，所以要對(duì)工件整體和局部分別進(jìn)行分割，滿足不同檢測(cè)的需要。再次，缺陷的三維可視化及尺寸測(cè)量。以往的識(shí)別方法主要對(duì)二維圖像進(jìn)行處理，向三維拓展的能力不足。不僅要對(duì)二維切片圖像進(jìn)行處理，還可實(shí)現(xiàn)缺陷的三維顯示，使得結(jié)果更加直觀簡(jiǎn)潔。同時(shí)，還可直接測(cè)量缺陷的尺寸以及位置等信息，量化檢測(cè)結(jié)果。最后，缺陷信息的歸檔。利用本方法可對(duì)缺陷信息進(jìn)行分門(mén)別類的保存，有助于系統(tǒng)查閱和總結(jié)。同時(shí)，由于只保存缺陷部分的信息，可大幅減少對(duì)存儲(chǔ)空間的要求，提高檢索速度。工件的缺陷檢出在高精度工業(yè)CT的無(wú)損檢測(cè)中占有重要地位，對(duì)工業(yè)CT技術(shù)的發(fā)展有重要影響。高效、精確地完成缺陷檢出在科研和應(yīng)用中均具有重要意義
