基于BEMD的疲勞斷口圖像分割研究.pdf

1、金屬斷裂是金屬構(gòu)件的三大失效模式之一，是失效模式中危害性最大的一個(gè)。在金屬斷裂中，疲勞斷裂占據(jù)了整個(gè)斷裂事故的80％以上，是斷裂的主要方式。近年來，對(duì)金屬斷裂的研究主要集中在金屬斷口圖像的識(shí)別和分類以及斷口圖像的三維重建上。但是，對(duì)于疲勞斷裂的研究也僅限于疲勞斷口的識(shí)別等，對(duì)疲勞斷口圖像的紋理特征研究并不多，而對(duì)疲勞斷口圖像的紋理分割就更少了。由于疲勞條帶是疲勞斷裂特有的斷口特征，也是對(duì)疲勞斷口圖像進(jìn)一步研究的重要依據(jù)，對(duì)疲勞斷口圖像的

2、紋理分割就顯得極其重要。因此對(duì)失效件的疲勞斷口進(jìn)行分析對(duì)確定失效的模式、原因、機(jī)理具有重要意義。
　　在圖像處理中，頻域分析在圖像的特征提取中有著重要的地位，在頻域內(nèi)對(duì)疲勞斷口圖像的紋理分析也是一個(gè)行之有效的方法。頻域分析的經(jīng)典方法主要有Fourier變換、Gabor變換和小波變換等。Fourier變換建立了信號(hào)從時(shí)域到頻域的橋梁，但是二者卻是絕對(duì)分離的。Gabor變換使用一個(gè)固定的短時(shí)窗函數(shù)，因而還存在著不可逾越的缺陷；小波變換

3、依賴于預(yù)先定義的濾波器或小波函數(shù)。針對(duì)上述信號(hào)分析方法的弊端，Norden Huang等人在1998年提出了一種新的信號(hào)分析處理方法——經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸猓‥mpirical Mode Decomposition，EMD）。EMD具有自適應(yīng)性，適用于非線性信號(hào)和非平穩(wěn)信號(hào)的分析與處理。二維經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸猓˙EMD）是對(duì)EMD的擴(kuò)展，BEMD方法是圖像處理領(lǐng)域一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)對(duì)疲勞斷口圖像進(jìn)

4、行預(yù)處理，主要進(jìn)行了濾波、基于大津法的二值化處理、直方圖均衡化等。經(jīng)過預(yù)處理的圖像能夠有較好的圖像質(zhì)量和在灰度上有較強(qiáng)的對(duì)比度。
　　(2)由于疲勞斷口圖像是一類比較復(fù)雜的紋理圖像，在頻域內(nèi)主要分析了疲勞斷口圖像的Fourier變換和小波變換的紋理特性，并對(duì)疲勞斷口圖像用上述兩種方法進(jìn)行了分割，得到了疲勞斷口圖像的紋理區(qū)域。
　　(3)運(yùn)用BEMD方法對(duì)圖像進(jìn)行紋理分析，對(duì)人工合成紋理圖像進(jìn)行了紋理分割，獲得了較好的實(shí)驗(yàn)效果

5、；對(duì)經(jīng)過高斯白噪聲干擾的圖像運(yùn)用BEMD方法進(jìn)行濾波，該方法達(dá)到了較為理想的濾波效果。結(jié)合了Laws紋理能量描述方法描述疲勞斷口圖像的紋理特征，運(yùn)用最近鄰準(zhǔn)則對(duì)特征向量進(jìn)行聚類，分割出紋理區(qū)域。
　　(4)最后將經(jīng)BEMD方法分割得到的疲勞斷口圖像與Fourier變換和小波變換分割得到的圖像進(jìn)行對(duì)比，BEMD方法得到的效果要明顯好于后兩者。
　　本文主要運(yùn)用了 BEMD方法對(duì)疲勞斷口圖像進(jìn)行紋理分析，本文方法能夠很好的實(shí)現(xiàn)疲