一种面向间隔棒内部裂纹的数字射线参数自适应优化方法与流程

本发明涉及裂纹参数优化，更具体地说，本发明涉及一种面向间隔棒内部裂纹的数字射线参数自适应优化方法。

背景技术：

1、间隔棒作为输电线路中用于维持导线间距与结构稳定的重要部件，其内部裂纹缺陷往往呈现出隐蔽性强、分布不均以及与壁厚结构强耦合的特点。在实际数字射线检测过程中，通常通过x射线穿透成像方式获取其内部结构信息，并依赖图像灰度分布实现缺陷识别。

2、现有技术存在以下不足：

3、目前，现有检测方式通常采用统一默认透照参数或基于经验的单次参数调整策略，在未针对间隔棒不同结构分区的射线衰减差异以及x射线源输出随运行状态漂移进行分区反馈控制的情况下实施整体曝光过程控制，导致厚壁区域细节信息被过度压缩、薄壁区域出现灰度饱和失真，从而使裂纹边缘微弱梯度特征被结构背景变化所掩盖，降低缺陷识别结果的一致性与检测稳定性，因此，提出一种面向间隔棒内部裂纹的数字射线参数自适应优化方法。

4、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种面向间隔棒内部裂纹的数字射线参数自适应优化方法，通过运用低剂量预透照灰度反馈分区建模、剂量修正系数自适应调控、双参数闭环校验及分区收敛重采机制，以及基于灰度梯度与连通域分析的融合缺陷识别方法以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种面向间隔棒内部裂纹的数字射线参数自适应优化方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：间隔棒由传送带送入检测舱后，访问标定数据库调取x射线源的默认透照参数执行预透照处理并输出预透照图像，获取x射线源的阳极电流积分量和预透照图像的灰度值数据；

4、步骤s2：基于阳极电流积分量计算剂量修正系数，对间隔棒进行结构分区，基于灰度值数据分析各分区的灰度偏差特征，结合剂量修正系数对默认透照参数进行逐区增量调整并生成增量透照参数；

5、步骤s3：利用增量透照参数对间隔棒执行曝光处理后，对曝光处理进行双参校验，根据双参校验结果触发修正重采机制，对触发修正重采机制的分区进行收敛判定；

6、步骤s4：根据收敛判定结果对各分区进行灰度融合并生成融合灰度图，对融合灰度图进行像素扫描并计算各像素的灰度梯度幅值，基于灰度梯度幅值对间隔棒的裂纹缺陷进行标记。

7、在一个优选的实施方式中，在步骤s1中，当间隔棒由传送带输送至检测舱内部后，利用定位夹具对间隔棒进行位置固定；

8、间隔棒是安装于输电线路分裂导线之间的金属构件，用于保持各分裂导线之间的设计间距；

9、向标定数据库发送参数调取指令，读取当前x射线源对应的默认透照参数，默认透照参数包括默认管电压和默认曝光时间；

10、默认管电压用于决定x射线光子的最高能量，默认曝光时间用于表示x射线持续照射工件的时间长度。

11、在一个优选的实施方式中，在步骤s1中，按照调取的默认透照参数控制x射线源执行一次覆盖整个间隔棒的预透照处理；

12、透照处理是指正式数字射线检测之前，利用默认透照参数对整个间隔棒执行一次低剂量试探性曝光的处理过程；

13、在预透照过程中，x射线源按照默认管电压驱动电子束轰击阳极靶材产生x射线束，x射线穿透间隔棒后由平板探测器接收形成二维数字图像作为预透照图像，并同步由内部的阳极电流积分电路对整个曝光周期内的阳极电流进行连续积分，得到阳极电流积分量；

14、平板探测器完成图像采集后输出预透照图像的灰度值数据；

15、灰度值数据为平板探测器各像素经过模数转换得到的数字灰度矩阵，表示为预透照图像中各像素的灰度值。

16、在一个优选的实施方式中，在步骤s2中，调取标定数据库中默认透照参数对应的理论阳极电流积分量，理论阳极电流积分量为设备完成出厂标定时，在标准工况下按照默认透照参数测得的基准剂量值；

17、计算理论阳极电流积分量与阳极电流积分量的比值，得到剂量修正系数；

18、按照间隔棒的结构特征，将预透照图像划分为线夹区、框架区及铰接区，并分别统计各分区内全部像素的灰度均值；

19、读取平板探测器的最佳灰度下限及最佳灰度上限；

20、最佳灰度下限表示平板探测器进入线性响应区间的最低灰度值；

21、最佳灰度上限表示平板探测器进入线性响应区间的最高灰度值；

22、线性响应区间是指平板探测器输出灰度值与接收x射线剂量保持线性对应关系的灰度范围。

23、在一个优选的实施方式中，在步骤s2中，根据最佳灰度下限及最佳灰度上限计算平板探测器线性响应区间的中心灰度值，将各分区的灰度均值减去中心灰度值，得到各分区的灰度偏差特征；

24、获得各分区灰度偏差特征后，以默认透照参数作为基准，对各分区分别执行逐区增量调整：

25、依据灰度偏差特征计算各分区的增量管电压；

26、根据剂量修正系数对曝光时间进行补偿，得到各分区对应的增量曝光时间；

27、将每个分区对应的增量管电压及增量曝光时间组合形成增量透照参数。

28、在一个优选的实施方式中，在步骤s3中，针对各分区，将默认透照参数中的默认管电压与增量管电压相加，得到分区对应当前帧使用的管电压；

29、将默认透照参数中的默认曝光时间与增量曝光时间相加，得到分区对应当前帧使用的曝光时间；

30、利用增量透照参数对间隔棒执行曝光处理，得到分区的帧图像；

31、针对各帧图像，实时读取帧内各像素的灰度值并计算帧灰度均值，同步读取阳极电流积分量，结合阳极电流积分量以及管电压计算得到曝光剂量表征量。

32、在一个优选的实施方式中，在步骤s3中，将帧灰度均值与曝光剂量表征量分别与灰度有效窗口及剂量有效窗口进行双参校验：

33、当帧灰度均值未落入灰度有效窗口或曝光剂量表征量未落入剂量有效窗口时，将对应帧标记为偏离帧并触发修正重采机制；

34、对于偏离帧，基于其帧灰度均值相对目标灰度值的偏差以及曝光剂量表征量相对目标曝光剂量表征量的偏差计算管电压补偿量，通过管电压补偿量对分区的管电压进行更新，得到补帧管电压；

35、 不变，基于补帧管电压对偏离帧重新进行曝光处理，得到重采帧；

36、对重采帧重复执行双参校验并计算双参误差，根据预设收敛阈值进行收敛判定：

37、当双参误差小于或等于收敛阈值时确定分区收敛并输出有效帧及边界有效帧，否则持续执行补偿更新与重采直至收敛。

38、在一个优选的实施方式中，在步骤s4中，基于各分区有效帧及边界有效帧进行灰度融合处理，对相邻分区之间的分区边界构建融合范围，在融合范围内，根据各分区对应的双参误差确定重叠像素的灰度值；

39、对非融合范围内像素采用对应分区灰度值，将各分区对应图像中的灰度值映射至同一图像坐标系，生成融合灰度图。

40、在一个优选的实施方式中，在步骤s4中，对融合灰度图进行逐像素扫描，基于水平与垂直相邻灰度值的差值计算灰度梯度幅值；

41、将灰度梯度幅值与裂纹标记阈值进行比较：

42、当大于裂纹标记阈值时，将对应像素标记为裂纹候选像素，对裂纹候选像素进行八邻域连通域分析并结合连通域长度、宽度及长宽比进行形态筛选，剔除孤立噪声连通域，当连通域长度大于或等于最小裂纹长度阈值且长宽比大于或等于裂纹形态阈值时，判定为裂纹缺陷并输出裂纹标记结果。

43、本发明的技术效果和优点：

44、本发明通过在间隔棒进入检测舱后，采用默认透照参数执行低剂量预透照，获取预透照图像灰度值及x射线源阳极电流积分量，计算各结构分区的灰度偏差和剂量修正系数，以灰度偏差作为管电压调整依据，并结合剂量修正系数对曝光时间进行补偿，生成各分区的增量透照参数，正式曝光过程中，构建双参数闭环校验机制，当灰度或剂量偏离有效窗口时，分别对管电压或曝光时间进行动态修正并触发重采，直至各分区曝光结果收敛，对各分区图像进行灰度归一化融合，并基于灰度梯度幅值及连通域分析完成裂纹缺陷识别，补偿间隔棒壁厚差异及x射线源输出漂移引起的曝光偏差，使各分区图像稳定处于探测器线性响应区间，提高厚壁区域内部裂纹的检出稳定性和检测精度。