浅谈工业CT图像检测

工业CT技术是目前应用最广泛的一种无损检测技术。与其他无损检测方法相比，工业CT的测量精度高、成像质量好。工业CT重建的工件断层扫描图像不仅可提供工件的物质组成、空间位置、形状、大小等信息，还可检测出工件内部裂纹、缩孔、脱粘和杂质等缺陷，因而成为工业领域对产品内部缺陷进行标的挖掘与分析的有效手段，而CT图像的缺陷检出是对工业产品进行缺陷分析的必需步骤。

工业CT检测是在无损状态下，由射线源提供x或等射线束来穿透被测物体某一特定厚度的层面;由于不同密度的结构对x射线的吸收率和透过率不同，根据射线在工件内部的衰减情况，在探测器的感光材料上就会出现与工件内部结构或缺陷相对应的电信号，再经过模/数(digital/analogo)转换，将电信号转换为数字矩阵(digi—tal/matrix)，传输到计算机;最后根据图像处理技术，分析工件的结构、组成等特性，比如内部是否有缺陷(如气孔、夹杂)及缺陷的种类、位置、体积大小等。

工业CT分析一般采用图像显示和处理的软件进行缺陷检出，通过阈值分割等手段进行缺陷分割，并实现分割结果的三维可视化。在此基础上，进行缺陷的量测，并讨论缺陷的评判和归档方法，充分发挥CT图像的三维空间分布特性，为工业中缺陷检测提供量化且直观的依据。对于利用高精度工业CT进行工件检测的系统，其缺陷检出的主要步骤如下:CT图像→缺陷分割及显示→缺陷量测→缺陷评判→缺陷归档。

与普通的射线成像相同，工业CT也是射线成像，但它有自身独特的优点:

(1)工业CT技术密度分辨率高、精度高、成本低、耗时少、无污染、无破坏，直观性好，可以检测任意形状的封闭内腔。

(2)伴随着高新科技的发展，现有的CT技术测量信号动态范围较高;已基本上无图像重叠、模糊等部分相关问题出现，同时基本不受周围细节的影响，密度、空间分辨率都有了相应的提高。

(3)由于工业CT技术是数字化的检测，利用数学模型及图像重建分析，可直接从断层图像中获取目标的物理信息，同时数字化的测量结果更有利于信息的传输、处理等。

基于高精度工业CT检测结果的缺陷检出及分析是工业产品检测中的重要环节，可充分发挥CT图像的三维空间分布特性。为适应不同工件和不同缺陷的检测，要求缺陷检出方法具有广泛适用性，易于操作，同时保证检出速度和精度。

我们认为，工业CT图像分析方法需要满足以下条件：首先，该方法要普遍适用。例如阈值分割的方法，只关注图像的灰度信息，适用于各种工件的缺陷检出。其次，该方法的操作要灵活。传统方法根据图像单一的属性标准针对图像的某一特性进行分割，通常很难兼顾到局部和全局分割要求，所以要对工件整体和局部分别进行分割，满足不同检测的需要。再次，缺陷的三维可视化及尺寸测量。以往的识别方法主要对二维图像进行处理，向三维拓展的能力不足。不仅要对二维切片图像进行处理，还可实现缺陷的三维显示，使得结果更加直观简洁。同时，还可直接测量缺陷的尺寸以及位置等信息，量化检测结果。最后，缺陷信息的归档。要对缺陷信息进行分门别类的保存，有助于系统查阅和总结。同时，由于只保存缺陷部分的信息，可大幅减少对存储空间的要求，提高检索速度。工件的缺陷检出在高精度工业CT的无损检测中占有重要地位，对工业CT技术的发展有重要影响。高效、精确地完成缺陷检出在科研和应用中均具有重要意义。

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