一种基于超声导波的管道缺陷动态检测方法及装置与流程

1.本发明涉及缺陷检测的技术领域，特别是涉及一种基于超声导波的管道缺陷动态检测方法及装置。


背景技术：

2.现有的管道缺陷检测，通常是在役管道超声导波采用全圆周覆盖方式，接收超声导波回波信号对管道结构的健康状况进行评估，采用超声导波全圆周覆盖方式，基于扫描信号进行缺陷定位，其缺陷回波信号由缺陷相对于管道横截面的损失比决定。
3.且现有的超声导波扫描信号只携带管道缺陷轴向信息，缺乏管道缺陷周向定位能力，即在现有的超声导波扫描信号中，同一横截面上单个大缺陷与多个小缺陷只要对于管道横截面的损失比相同，其缺陷回波信号也相同。使得现有的超声导波扫描信号评估管道缺陷具有局限性，且仅能反映当前时刻管道缺陷情况，无法描述在役管道缺陷变化过程。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：提供一种基于超声导波的管道缺陷动态检测方法及装置，实现对管道缺陷的动态检测，能直观的展示时间段内管道缺陷的动态变化过程。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于超声导波的管道缺陷动态检测方法，包括：
6.控制超声导波换能器阵列向管道检测区域发射第一超声导波信号，并控制所述超声导波换能器阵列接收所述管道检测区域返回的第二超声导波信号，并根据所述第二超声导波信号的幅值，生成管道检测区域的第一超声导波扫描图像；
7.对所述第一超声导波扫描图像进行预处理，得到第二超声导波扫描图像，其中，所述预处理包括图像灰度化处理、中值滤波处理、分段线性增强处理和二值化处理；
8.对所述第二超声导波扫描图像进行缺陷边缘提取，得到超声导波边缘提取图像，并对所述超声导波边缘提取图像进行缺陷检测，得到所述超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果；
9.获取并对预设时间段内的所有超声导波边缘提取图像进行叠加处理，生成超声导波动态扫描缺陷图像，并基于每个超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果，得到管道缺陷动态检测结果。
10.在一种可能的实现方式中，对所述第一超声导波扫描图像进行预处理，具体包括：
11.对所述第一超声导波扫描图像进行图像灰度化处理，以使将所述第一超声导波扫描图像中各个超声导波信号幅值的最大值和最小值分别量化到同一标准化灰度矩阵的最亮值和最暗值，生成超声导波灰度图像；
12.对所述超声导波灰度图像进行中值滤波处理，以使将所述超声导波灰度图像中的每一像素点的灰度值设置为所述每一像素点邻域窗口内的所有像素点的灰度值的中值，生成超声导波中值滤波图像；
13.对所述超声导波中值滤波图像进行分段线性增强处理，以使将所述超声导波中值滤波图像中所有像素点的灰度值分为三段，并分别对每段灰度值进行线性增强处理，生成超声导波线性增强图像。
14.在一种可能的实现方式中，对所述第一超声导波扫描图像进行预处理，还包括：
15.根据最大熵阈值法，对所述超声导波线性增强图像进行二值化处理，生成第二超声导波扫描图像。
16.在一种可能的实现方式中，对所述超声导波边缘提取图像进行缺陷检测，得到所述超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果，具体包括：
17.获取管道检测区域的超声导波基准扫描图像，根据余弦相似性度，计算所述超声导波基准扫描图像和所述超声导波边缘提取图像之间的相似度；
18.将所述相似度与预设阈值进行对比，若所述相似度大于或等于所述预设阈值，则生成管道缺陷检测结果为不存在缺陷；若所述相似度小于所述预设阈值，则生成管道缺陷检测结果为存在缺陷。
19.在一种可能的实现方式中，控制超声导波换能器阵列向管道检测区域发射第一超声导波信号，具体包括：
20.根据等时空相位原则，对超声波换能器阵列设置超声导波发射延时方案，以使所述超声波换能器阵列根据所述超声导波发射延时方案向管道检测区域发射第一超声导波信号；
21.其中，所述等时空相位原则为φ＝ωt kx，式中，φ为相位角，ω为角频率，t为时间，k为波数，x为距离；
22.所述超声导波发射延时方案为设置所述超声波换能器阵列中每个超声波换能器的相位角不变，且所述角频率和波数不变，根据每个超声波换能器到管道检测区域中缺陷区域的距离，设置对应的发射延时时间。
23.在一种可能的实现方式中，控制所述超声导波换能器阵列接收所述管道检测区域返回的第二超声导波信号，具体包括：
24.根据等时空相位原则，对超声波换能器阵列设置超声导波接收延时方案，以使所述超声波换能器阵列根据所述超声导波接收延时方案接收所述管道检测区域返回的第二超声导波信号；
25.其中，所述超声导波接收延时方案包括设置所述超声波换能器阵列中每个超声波换能器的相位角、角频率和波数不变，根据所述管道检测区域中缺陷区域到每个超声波换能器的距离，设置对应的接收延时时间。
26.在一种可能的实现方式中，并根据所述第二超声导波信号的幅值，生成管道检测区域的第一超声导波扫描图像，具体包括：
27.获取所述第二超声导波信号的幅值，将所述幅值转换为rgb值；
28.并获取所述第二超声导波信号对应的轴向距离和圆周位置，并根据所述轴向距离和圆周位置将每个第二超声导波信号进行排列，并生成管道检测区域的第一超声导波扫描图像。
29.本发明实施例还提供了一种基于超声导波的管道缺陷动态检测装置，包括：图像生成模块、图像预处理模块、图像缺陷边缘提取模块和图像叠加模块；
30.其中，所述图像生成模块，用于控制超声导波换能器阵列向管道检测区域发射第一超声导波信号，并控制所述超声导波换能器阵列接收所述管道检测区域返回的第二超声导波信号，并根据所述第二超声导波信号的幅值，生成管道检测区域的第一超声导波扫描图像；
31.所述图像预处理模块，用于对所述第一超声导波扫描图像进行预处理，得到第二超声导波扫描图像，其中，所述预处理包括图像灰度化处理、中值滤波处理、分段线性增强处理和二值化处理；
32.所述图像缺陷边缘提取模块，用于对所述第二超声导波扫描图像进行缺陷边缘提取，得到超声导波边缘提取图像，并对所述超声导波边缘提取图像进行缺陷检测，得到所述超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果；
33.所述图像叠加模块，用于获取并对预设时间段内的所有超声导波边缘提取图像进行叠加处理，生成超声导波动态扫描缺陷图像，并基于每个超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果，得到管道缺陷动态检测结果。
34.在一种可能的实现方式中，所述图像预处理模块，用于对所述第一超声导波扫描图像进行预处理，具体包括：
35.对所述第一超声导波扫描图像进行图像灰度化处理，以使将所述第一超声导波扫描图像中各个超声导波信号幅值的最大值和最小值分别量化到同一标准化灰度矩阵的最亮值和最暗值，生成超声导波灰度图像；
36.对所述超声导波灰度图像进行中值滤波处理，以使将所述超声导波灰度图像中的每一像素点的灰度值设置为所述每一像素点邻域窗口内的所有像素点的灰度值的中值，生成超声导波中值滤波图像；
37.对所述超声导波中值滤波图像进行分段线性增强处理，以使将所述超声导波中值滤波图像中所有像素点的灰度值分为三段，并分别对每段灰度值进行线性增强处理，生成超声导波线性增强图像。
38.在一种可能的实现方式中，所述图像预处理模块，用于对所述第一超声导波扫描图像进行预处理，还包括：
39.根据最大熵阈值法，对所述超声导波线性增强图像进行二值化处理，生成第二超声导波扫描图像。
40.在一种可能的实现方式中，所述图像缺陷边缘提取模块，用于对所述超声导波边缘提取图像进行缺陷检测，得到所述超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果，具体包括：
41.获取管道检测区域的超声导波基准扫描图像，根据余弦相似性度，计算所述超声导波基准扫描图像和所述超声导波边缘提取图像之间的相似度；
42.将所述相似度与预设阈值进行对比，若所述相似度大于或等于所述预设阈值，则生成管道缺陷检测结果为不存在缺陷；若所述相似度小于所述预设阈值，则生成管道缺陷检测结果为存在缺陷。
43.在一种可能的实现方式中，所述图像生成模块，用于控制超声导波换能器阵列向管道检测区域发射第一超声导波信号，具体包括：
44.根据等时空相位原则，对超声波换能器阵列设置超声导波发射延时方案，以使所
述超声波换能器阵列根据所述超声导波发射延时方案向管道检测区域发射第一超声导波信号；
45.其中，所述等时空相位原则为φ＝ωt kx，式中，φ为相位角，ω为角频率，t为时间，k为波数，x为距离；
46.所述超声导波发射延时方案为设置所述超声波换能器阵列中每个超声波换能器的相位角不变，且所述角频率和波数不变，根据每个超声波换能器到管道检测区域中缺陷区域的距离，设置对应的发射延时时间。
47.在一种可能的实现方式中，所述图像生成模块，用于控制所述超声导波换能器阵列接收所述管道检测区域返回的第二超声导波信号，具体包括：
48.根据等时空相位原则，对超声波换能器阵列设置超声导波接收延时方案，以使所述超声波换能器阵列根据所述超声导波接收延时方案接收所述管道检测区域返回的第二超声导波信号；
49.其中，所述超声导波接收延时方案包括设置所述超声波换能器阵列中每个超声波换能器的相位角、角频率和波数不变，根据所述管道检测区域中缺陷区域到每个超声波换能器的距离，设置对应的接收延时时间。
50.在一种可能的实现方式中，所述图像生成模块，用于并根据所述第二超声导波信号的幅值，生成管道检测区域的第一超声导波扫描图像，具体包括：
51.获取所述第二超声导波信号的幅值，将所述幅值转换为rgb值；
52.并获取所述第二超声导波信号对应的轴向距离和圆周位置，并根据所述轴向距离和圆周位置将每个第二超声导波信号进行排列，并生成管道检测区域的第一超声导波扫描图像。
53.本发明实施例还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任意一项所述的基于超声导波的管道缺陷动态检测方法。
54.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述任意一项所述的基于超声导波的管道缺陷动态检测方法。
55.本发明实施例一种基于超声导波的管道缺陷动态检测方法及装置，
56.与现有技术相比，具有如下有益效果：
57.通过控制超声导波换能器阵列向管道检测区域发射第一超声导波信号，并控制所述超声导波换能器阵列接收所述管道检测区域返回的第二超声导波信号，根据所述第二超声导波信号的幅值，生成管道检测区域的第一超声导波扫描图像；对所述第一超声导波扫描图像进行预处理，得到第二超声导波扫描图像，其中，所述预处理包括图像灰度化处理、中值滤波处理、分段线性增强处理和二值化处理，对所述第二超声导波扫描图像进行缺陷边缘提取，得到超声导波边缘提取图像，并对所述超声导波边缘提取图像进行检测，生成所述超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果，获取并对预设时间段内的所有超声导波边缘提取图像进行叠加处理，生成超声导波动态扫描缺陷图像，并基于每个超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果，得到管道缺陷动态检测结果，实现对管道缺陷的动态检测，能直观的展示时间段内管道缺陷的动态变化过程。
附图说明
58.图1是本发明提供的一种基于超声导波的管道缺陷动态检测方法的一种实施例的流程示意图；
59.图2是本发明提供的一种基于超声导波的管道缺陷动态检测装置的一种实施例的结构示意图；
60.图3是本发明提供的一种实施例的超声导波相控阵的结构示意图；
61.图4是本发明提供的一种实施例的管道轴向距离和圆周位置的二维图；
62.图5是本发明提供的一种实施例的超声导波灰度图；
63.图6是本发明提供的一种实施例的超声导波中值滤波图像；
64.图7是本发明提供的一种实施例的超声导波线性增强图像；
65.图8是本发明提供的一种实施例的第二超声导波扫描图像；
66.图9是本发明提供的一种实施例的超声导波边缘提取图像；
67.图10是本发明提供的一种实施例的超声导波边缘提取图像中的缺陷区域示意图；
68.图11是本发明提供的一种实施例的超声导波基准扫描图像。
具体实施方式
69.下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
70.实施例1
71.参见图1，图1是本发明提供的一种基于超声导波的管道缺陷动态检测方法的一种实施例的流程示意图，如图1所示，该方法包括步骤101－步骤104，具体如下：
72.步骤101：控制超声导波换能器阵列向管道检测区域发射第一超声导波信号，并控制所述超声导波换能器阵列接收所述管道检测区域返回的第二超声导波信号，并根据所述第二超声导波信号的幅值，生成管道检测区域的第一超声导波扫描图像。
73.一实施例中，超声导波换能器阵列由n个超声导波换能器组成，按一定的距离均匀的设置在管道内，其中，n为正整数。
74.一实施例中，超声导波相控阵检测装置由安装在管道1上的超声导波换能器阵列2按照等时空相位原则进行超声导波发射接收延时设置，使得第一超声导波信号在缺陷3处聚焦。通过对超声导波换能器阵列设置超声导波发射接收延时调整，可以实现对管道特定区域的超声导波聚焦扫描，如图3所示，图3是超声导波相控阵结构示意图。
75.具体的，根据等时空相位原则，对超声波换能器阵列设置超声导波发射延时方案，以使所述超声波换能器阵列根据所述超声导波发射延时方案向管道检测区域发射第一超声导波信号；
76.其中，所述等时空相位原则为φ＝ωt kx，式中，φ为相位角，ω为角频率，t为时间，k为波数，x为距离。
77.所述超声导波发射延时方案为设置所述超声波换能器阵列中每个超声波换能器的相位角不变，且所述角频率和波数不变，根据每个超声波换能器到管道检测区域中缺陷
区域的距离，设置对应的发射延时时间。
78.具体的，根据等时空相位原则，对超声波换能器阵列设置超声导波接收延时方案，以使所述超声波换能器阵列根据所述超声导波接收延时方案接收所述管道检测区域返回的第二超声导波信号。
79.所述超声导波接收延时方案包括设置所述超声波换能器阵列中每个超声波换能器的相位角、角频率和波数不变，根据所述管道检测区域中缺陷区域到每个超声波换能器的距离，设置对应的接收延时时间。
80.一实施例中，超声导波换能器阵列接收到的所述管道检测区域返回的第二超声导波信号，可以在管道轴向距离和圆周位置的二维图中表征，如图4所示，图4是管道轴向距离和圆周位置的二维图；管道轴向距离和圆周位置的二维图的坐标原点设置在超声导波换能器阵列2的1#换能器位置。管道轴向距离和圆周位置的二维图的坐标和管道的圆柱坐标位置一一对应。
81.通过将不同圆周位置上超声导波相控阵聚焦回波信号的幅值用颜色梯度的形式表示在轴向距离和圆周位置的二维图像上，实现对管道圆周全覆盖扫查，能将不同轴向位置的固有特征和微小缺陷进行分辨开。信号幅值大小反映在二维图像上为颜色的亮暗，图像中较暗的位置对应管道无损伤区域，图像中高亮的位置即对应损伤或者管道固有特征。
82.具体的，通过获取所述第二超声导波信号的幅值，将所述幅值转换为rgb值；并获取所述第二超声导波信号对应的轴向距离和圆周位置，并根据所述轴向距离和圆周位置将每个第二超声导波信号排列在二维图像上，并生成管道检测区域的第一超声导波扫描图像。
83.步骤102：对所述第一超声导波扫描图像进行预处理，得到第二超声导波扫描图像，其中，所述预处理包括图像灰度化处理、中值滤波处理、分段线性增强处理和二值化处理。
84.一实施例中，对所述第一超声导波扫描图像进行预处理，其中，预处理包括图像灰度化处理、中值滤波处理和分段线性增强处理。通过对第一超声导波扫描图像进行预处理，以使达到去除干扰因素，提高第一超声导波扫描图像质量的目的。
85.一实施例中，对第一超声导波扫描图像进行图像灰度化处理，通过将第一超声导波扫描图像中的各个超声导波信号幅值的最大值和最小值分别量化到同一标准化灰度矩阵的最亮值和最暗值，生成超声导波灰度图，如图5所示；其中，同一标准化灰度矩阵的最亮值为255和最暗值为0。
86.对第一超声导波扫描图像进行图像灰度化过程，能去除超声导波扫描过程中超声导波能力受仪器波动等到带来的干扰，保证各个圆周位置超声导波扫描图像像素灰度贡献的等价性。
87.一实施例中，对所述超声导波灰度图像进行中值滤波处理，中值滤波是一种空间域滤波法，能消除超声导波监测过程中仪器电噪声等复杂因素引入的噪声对超声导波灰度图像后续处理精度造成的影响。这是由于中值滤波过程中，噪声点往往直接被忽略，因此在降噪的同时引起的模糊效应较低。
88.通过将所述超声导波灰度图像中的每一像素点的灰度值设置为所述每一像素点邻域窗口内的所有像素点的灰度值的中值，生成超声导波中值滤波图像，如图6所示。
89.一实施例中，对所述超声导波中值滤波图像进行分段线性增强处理，以使将所述超声导波中值滤波图像中所有像素点的灰度值分为三段，并分别对每段灰度值进行线性增强处理，生成超声导波线性增强图像，如图7所示。其中，分段线性灰度增强设置三段，灰度值0－60段为管道微小背景信号，进行削弱；灰度值61－210段为缺陷信号，进行突出增强；灰度值211－255段为管道固有特征信号，进行平滑。
90.对所述超声导波中值滤波图像进行分段线性增强处理是针对超声导波灰度图像进行中值滤波后，微弱的缺陷特征信号幅值与背景信号的差异较小，即超声导波灰度图像缺陷与背景灰度的对比度不明显的问题，通过分段线性灰度增强的方法，拉伸灰度的动态范围，改善图像的对比度，突出缺陷特征。
91.一实施例中，对所述第一超声导波扫描图像进行预处理，还包括：根据最大熵阈值法，对所述超声导波线性增强图像进行二值化处理，生成第二超声导波扫描图像，如图8所示。
92.具体的，利用管道特征区域和背景区域具有不同灰度级的特点，选择最大熵阈值法对超声导波线性增强图像进行二值化处理，起到突显管道特征，改善图像对比度、强化缺陷边缘效果，抑制图像中不重要信息的作用。超第二超声导波扫描图像既保留了第一超声导波扫描图像的主要特征，又使信息量得到了极大的压缩，利于管道特征信息提取。
93.步骤103：对所述第二超声导波扫描图像进行缺陷边缘提取，得到超声导波边缘提取图像，并对所述超声导波边缘提取图像进行缺陷检测，得到所述超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果。
94.一实施例中，由于管道缺陷或固有结构特征引起超声导波的反射，在回波信号中体现为较大的幅值信号，与背景区域的像素值有较大的差异，因此，根据第二超声导波扫描图像中特征信号与背景区域的幅值差异，对第二超声导波扫描图像进行缺陷边缘检测，提取出边缘特征，达到缺陷特征提取的目的。
95.具体的，根据roberts算子检查第二超声导波扫描图像中每个像素的邻域的灰度值，并对每个像素点及其领域的灰度变化率进行量化以确定边缘点，基于边缘点，提取出缺陷边缘区域，生成超声导波边缘提取图像，如图9所示。
96.由于在实际的管道中存在固有结构特征，如焊缝，且其在进行缺陷边缘提取时，容易被当作管道缺陷被提取出来，但基于焊缝都具有固定的结构，其具体表现为一个具有一定长度的直线形状，因此，本实施例中，提取出缺陷边缘区域时，还需要对所述缺陷边缘区域进行判断，是否为管道固有特征，若是，则舍弃所述缺陷边缘区域。
97.一实施例中，获取管道检测区域的超声导波基准扫描图像，其中，管道检测区域的超声导波基准扫描图像是管道正常运行时超声导波监测记录的管道超声导波特征图像，根据余弦相似性度，计算所述超声导波基准扫描图像和所述超声导波边缘提取图像之间的相似度，将所述相似度与预设阈值进行对比，若所述相似度大于或等于所述预设阈值，则生成管道缺陷检测结果为不存在缺陷；若所述相似度小于所述预设阈值，则生成管道缺陷检测结果为存在缺陷。
98.具体的，获取超声导波边缘提取图像中的缺陷区域，如图10所示，获取该缺陷区域对应的超声导波基准扫描图像，如图11所示，通过余弦相似性度量可以计算超声导波边缘提取图像中的缺陷区域与其该区域对应的超声导波基准扫描图像之间的特征向量距离来
确定二者之间的相似性，如果管道健康状况良好，则超声导波边缘提取图像与超声导波基准扫描图像的相似度高；如果出现腐蚀等缺陷时，则会引起超声导波的反射或散射，降低超声导波边缘提取图像与超声导波基准扫描图像的相似度，且上述预设阈值可根据需求进行认为设置。
99.步骤104：获取对预设时间段内的所有超声导波边缘提取图像进行叠加处理，生成超声导波动态扫描缺陷图像，并基于每个超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果，得到管道缺陷动态检测结果。
100.一实施例中，重复上述步骤101－步骤103，以使在预设时间段内得到多张超声导波边缘提取图像及每张超声导波边缘提取图像对应的管道缺陷检测结果。
101.一实施例中，对预设时间段内得到的所有超声导波边缘提取图像进行叠加处理，具体的，按获取每张超声导波边缘提取图像的时间顺序对预设时间段内得到的所有超声导波边缘提取图像进行排序，并将每张超声导波边缘提取图像作为一个图像帧，按从早到晚的顺序对每个图像帧进行叠加处理，生成超声导波动态扫描缺陷图像。
102.优选的，生成超声导波动态扫描缺陷图像可以以一张动图的形式进行展示，也可以以一个图像视频的形式进行展示。
103.一实施例中，获取步骤103中得到每个超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果，并按每个超声导波边缘提取图像的排列顺序，对管道缺陷检测结果进行排列。
104.一实施例中，判断所有超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果是否都为管道健康状况良好，若是，则输出管道缺陷动态检测结果为时间段内管道不存在缺陷，若否，判断排列顺序为第一的超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果是否为存在缺陷，若否，则输出管道缺陷动态检测结果为时间段内管道的缺陷状况为从有到无；若是，则获取103中的得到每个超声导波边缘提取图像对应的相似度，并按每个超声导波边缘提取图像的排列顺序，对相似度进行排列，若排列中的相似度呈现有大到小的趋势，则输出管道缺陷动态检测结果为时间段内管道内的缺陷呈上升趋势；若排列中的相似度呈现平稳趋势，则输出管道缺陷动态检测结果为时间段内管道内的缺陷呈稳定趋势。
105.实施例2
106.参见图2，图2是本发明提供的一种基于超声导波的管道缺陷动态检测装置的一种实施例的结构示意图，如图2所示，该装置包括图像生成模块201、图像预处理模块202、图像缺陷边缘提取模块203和图像叠加模块204，具体如下：
107.所述图像生成模块201，用于控制超声导波换能器阵列向管道检测区域发射第一超声导波信号，并控制所述超声导波换能器阵列接收所述管道检测区域返回的第二超声导波信号，并根据所述第二超声导波信号的幅值，生成管道检测区域的第一超声导波扫描图像。
108.所述图像预处理模块202，用于对所述第一超声导波扫描图像进行预处理，得到第二超声导波扫描图像，其中，所述预处理包括图像灰度化处理、中值滤波处理、分段线性增强处理和二值化处理。
109.所述图像缺陷边缘提取模块203，用于对所述第二超声导波扫描图像进行缺陷边缘提取，得到超声导波边缘提取图像，并对所述超声导波边缘提取图像进行缺陷检测，得到所述超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果。
110.所述图像叠加模块204，用于获取并对预设时间段内的所有超声导波边缘提取图像进行叠加处理，生成超声导波动态扫描缺陷图像，并基于每个超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果，得到管道缺陷动态检测结果。
111.一实施例中，所述图像预处理模块202，用于对所述第一超声导波扫描图像进行预处理，具体包括：对所述第一超声导波扫描图像进行图像灰度化处理，以使将所述第一超声导波扫描图像中各个超声导波信号幅值的最大值和最小值分别量化到同一标准化灰度矩阵的最亮值和最暗值，生成超声导波灰度图像；对所述超声导波灰度图像进行中值滤波处理，以使将所述超声导波灰度图像中的每一像素点的灰度值设置为所述每一像素点邻域窗口内的所有像素点的灰度值的中值，生成超声导波中值滤波图像；对所述超声导波中值滤波图像进行分段线性增强处理，以使将所述超声导波中值滤波图像中所有像素点的灰度值分为三段，并分别对每段灰度值进行线性增强处理，生成超声导波线性增强图像。
112.一实施例中，所述图像预处理模块202，用于对所述第一超声导波扫描图像进行预处理，还包括：根据最大熵阈值法，对所述超声导波线性增强图像进行二值化处理，生成第二超声导波扫描图像。
113.一实施例中，所述图像缺陷边缘提取模块203，用于对所述超声导波边缘提取图像进行缺陷检测，得到所述超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果，具体包括：获取管道检测区域的超声导波基准扫描图像，根据余弦相似性度，计算所述超声导波基准扫描图像和所述超声导波边缘提取图像之间的相似度；将所述相似度与预设阈值进行对比，若所述相似度大于或等于所述预设阈值，则生成管道缺陷检测结果为不存在缺陷；若所述相似度小于所述预设阈值，则生成管道缺陷检测结果为存在缺陷。
114.一实施例中，所述图像生成模块201，用于控制超声导波换能器阵列向管道检测区域发射第一超声导波信号，具体包括：根据等时空相位原则，对超声波换能器阵列设置超声导波发射延时方案，以使所述超声波换能器阵列根据所述超声导波发射延时方案向管道检测区域发射第一超声导波信号；其中，所述等时空相位原则为φ＝ωt kx，式中，φ为相位角，ω为角频率，t为时间，k为波数，x为距离；所述超声导波发射延时方案为设置所述超声波换能器阵列中每个超声波换能器的相位角不变，且所述角频率和波数不变，根据每个超声波换能器到管道检测区域中缺陷区域的距离，设置对应的发射延时时间。
115.一实施例中，所述图像生成模块201，用于控制所述超声导波换能器阵列接收所述管道检测区域返回的第二超声导波信号，具体包括：根据等时空相位原则，对超声波换能器阵列设置超声导波接收延时方案，以使所述超声波换能器阵列根据所述超声导波接收延时方案接收所述管道检测区域返回的第二超声导波信号；其中，所述超声导波接收延时方案包括设置所述超声波换能器阵列中每个超声波换能器的相位角、角频率和波数不变，根据所述管道检测区域中缺陷区域到每个超声波换能器的距离，设置对应的接收延时时间。
116.一实施例中，所述图像生成模块201，用于并根据所述第二超声导波信号的幅值，生成管道检测区域的第一超声导波扫描图像，具体包括：获取所述第二超声导波信号的幅值，将所述幅值转换为rgb值；并获取所述第二超声导波信号对应的轴向距离和圆周位置，并根据所述轴向距离和圆周位置将每个第二超声导波信号进行排列，并生成管道检测区域的第一超声导波扫描图像。
117.综上，本发明公开了一种基于超声导波的管道缺陷动态检测方法及装置，通过控
制超声导波换能器阵列向管道检测区域发射第一超声导波信号，并控制所述超声导波换能器阵列接收所述管道检测区域返回的第二超声导波信号，根据所述第二超声导波信号的幅值，生成管道检测区域的第一超声导波扫描图像；对所述第一超声导波扫描图像进行预处理，得到第二超声导波扫描图像，其中，所述预处理包括图像灰度化处理、中值滤波处理、分段线性增强处理和二值化处理，对所述第二超声导波扫描图像进行缺陷边缘提取，得到超声导波边缘提取图像，并对所述超声导波边缘提取图像进行检测，生成所述超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果，获取并对预设时间段内的所有超声导波边缘提取图像进行叠加处理，生成超声导波动态扫描缺陷图像，并基于每个超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果，得到管道缺陷动态检测结果，实现对管道缺陷的动态检测，能直观的展示时间段内管道缺陷的动态变化过程。
118.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。