高溫鍛件紅外圖像增強(qiáng)的算法研究.pdf

1、大型鍛件制造業(yè)是一個(gè)非常重要的行業(yè)，不僅是我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展的支柱行業(yè)，也是我國(guó)重型裝備制造業(yè)的基石。大型鍛件的生產(chǎn)制造特點(diǎn)是噸位重、體積大及形狀不規(guī)則，生產(chǎn)環(huán)境惡劣，生產(chǎn)工序工藝多、復(fù)雜，整個(gè)周期比較長(zhǎng)，而且大多是單件小批量生產(chǎn)，因此容易造成鍛造成品不合格或者成品率低。在鍛造過(guò)程中，鍛件的溫度場(chǎng)是決定鍛造壓力、壓下量、鍛壓次數(shù)、回爐時(shí)間及終鍛溫度等關(guān)鍵參數(shù)的重要依據(jù)，是決定后續(xù)鍛造工藝及熱處理工藝的根本基礎(chǔ)，對(duì)于有效提高成品率和材料、

2、能源利用率具有極其重大的意義。而對(duì)于大型熱態(tài)鍛件，想要獲得被測(cè)物體溫度場(chǎng)的同時(shí)又能具備較高的測(cè)溫精度，首先必須采用紅外熱像儀測(cè)溫技術(shù)獲取熱態(tài)鍛件的紅外圖像，然后對(duì)獲取的紅外圖像進(jìn)行后期增強(qiáng)處理，以期獲得鍛件最準(zhǔn)確的溫度場(chǎng)分布。
　　由于高溫鍛件受生產(chǎn)過(guò)程中惡劣環(huán)境因素的影響，采集的圖像往往會(huì)出現(xiàn)各種各樣的噪聲、畸變及模糊等，從而導(dǎo)致圖像檢測(cè)分析的精確度嚴(yán)重降低。為了打破成像系統(tǒng)固有分辨率的限制，提高高溫鍛件紅外圖像質(zhì)量，分別針對(duì)彩

3、色紅外圖像與灰度紅外圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理。首先對(duì)紅外熱像儀獲取的高溫鍛件的彩色紅外熱圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理，增強(qiáng)處理的紅外熱圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像后，再對(duì)灰度圖像進(jìn)行相應(yīng)的增強(qiáng)處理。
　　針對(duì)高溫鍛件的彩色紅外熱圖像，提出基于學(xué)習(xí)的非下采樣Contourlet變換(NSCT)與邊緣平滑先驗(yàn)相結(jié)合的紅外圖像超分辨率方法。該方法是基于這樣一個(gè)事實(shí)：在一個(gè)非下采樣塔層中，每個(gè)粗分解層的系數(shù)都與下面一層類似方向的系數(shù)相關(guān)。將采用Lorentzian誤差

4、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程中可能的離群值進(jìn)行消除，而且光滑邊緣的平滑可以利用軟邊緣平滑先驗(yàn)作為正則化參數(shù)來(lái)保留邊緣信息。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)該方法對(duì)大型鍛件彩色紅外圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理時(shí)具有更好的分辨率與最低的復(fù)雜性。
　　彩色紅外圖像增強(qiáng)后，還需要針對(duì)圖像噪聲等問(wèn)題進(jìn)一步處理，本文將彩色圖像處理后的圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像做了進(jìn)一步增強(qiáng)，灰度紅外圖像增強(qiáng)處理的目的是消除圖像噪聲及改善細(xì)節(jié)信息，而且能最大限度地保留邊緣信息和增加圖像的清晰度，針對(duì)高溫鍛件的灰度

5、紅外圖像，提出基于小波與雙三次插值相結(jié)合的紅外圖像增強(qiáng)方法。它利用離散小波將原圖像分解成低頻子帶與高頻子帶，然后對(duì)原圖像及這些子帶分別進(jìn)行雙三次插值；同時(shí)提出增加一個(gè)中間步驟來(lái)估算高頻子帶，即是扣除原低分辯圖像和插值后的LL子帶中的相同成分而得到不同成分的圖像(高頻成分)，然后利用不同成分的圖像對(duì)高頻子帶LH、HL及HH分別進(jìn)行校正融合；并通過(guò)小波逆變換對(duì)這些圖像進(jìn)行融合重構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法不僅能夠有效地消除圖像噪聲及改善細(xì)節(jié)信息，