【摘要】：蒙皮是飛機機身的重要組成部分。對受損蒙皮的檢測和處理,將決定飛機的安全運行與否。紅外無損檢測方法能將表面及內(nèi)部缺陷均檢測出來而不破壞蒙皮,為了識別和分析檢出的缺陷目標,提取目標特征并建立損傷數(shù)據(jù)庫以便未來更高效準確地分析蒙皮損傷,首要任務便是圖像分割,研究它對量化分析和工程實踐均有舉足輕重的價值。本文基于以上目的,首先建立紅外熱成像檢測系統(tǒng),采集損傷蒙皮試件的紅外圖像,并選擇合理的圖像增強和去噪方法進行預處理。其次以傳統(tǒng)圖像分割方法為依據(jù),就紅外圖像的缺點研究出兩種新的紅外圖像分割方法。馬爾科夫隨機場(Markov Random Field,MRF)和改進梯度向量流(Gradient Vector Flow,GVF)主動輪廓(Active Contour Model,Snake)模型相博弈的方法中,使用最大類間方差法(OTSU)作初始分割,并行、獨立地運行MRF區(qū)域分割和改進的GVF Snake邊界提取,將兩者的結果進行博弈,在沖突條件下尋找最佳策略,當達到納什平衡時輸出最優(yōu)分割結果。結合SIR(Susceptible Infected Removed)模型的歸一化隨機游走(Random Walk,RW)方法中,借助均值漂移算法提高效率;受SIR傳染病模型的啟發(fā),將細菌類比為圖像上的像素點,推導出SIR模型下的隨機游走算法,再作歸一化處理,達到SIR擴散過程的穩(wěn)定狀態(tài)時即得最終分割。最后研究了所提兩種方法在飛機蒙皮損傷紅外圖像分割中的應用。將前文得到的紅外圖像進行MATLAB仿真,定性分析各個相關方法的效果,并定量評價算法性能;再縱向對比兩種方法的優(yōu)缺點,對未來用于飛機原位檢測后的圖像處理很有價值。
[Abstract]:Skin is an important part of the aircraft fuselage. The detection and treatment of the damaged skin will determine the safe operation of the aircraft. Infrared nondestructive testing method can detect both surface and interior defects without destroying the skin. In order to identify and analyze the detected defect targets, extract the target features and establish a damage database to analyze the skin damage more efficiently and accurately in the future. The most important task is image segmentation, which plays an important role in quantitative analysis and engineering practice. Based on the above purpose, this paper first establishes the infrared thermal imaging detection system, collects the infrared image of the damaged skin specimen, and selects the reasonable image enhancement and denoising method to preprocess. Secondly, based on the traditional image segmentation method, two new infrared image segmentation methods are proposed. Markov random field (Markov Random Field,MRF) and modified gradient vector flow (Gradient Vector Flow,GVF) active contour (Active Contour Model,Snake) are used in the game, in which the maximum inter-class variance (OTSU) is used as the initial segmentation and parallel. The MRF region segmentation and the improved GVF Snake boundary extraction are run independently and the results of the two are gambled to find the best strategy under the conflict conditions and output the optimal segmentation results when Nash equilibrium is reached. In the normalized random walk (Random Walk,RW) method based on SIR (Susceptible Infected Removed) model, the mean shift algorithm is used to improve the efficiency. Inspired by the SIR infectious disease model, the bacteria are compared as pixels on the image, and the random walk algorithm under the SIR model is deduced, and then normalized to achieve the stable state of the SIR diffusion process, the final segmentation is obtained. Finally, the application of the two methods in infrared image segmentation of aircraft skin damage is studied. The infrared images obtained above are simulated by MATLAB, the results of each related method are qualitatively analyzed, and the performance of the algorithm is evaluated quantitatively, and the advantages and disadvantages of the two methods are compared longitudinally, which is very valuable for future image processing after in-situ detection of aircraft.
【學位授予單位】：中國民航大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：V267;TP391.41

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 趙曉理;周浦城;薛模根;;一種基于改進Chan-Vese模型的紅外圖像分割方法[J];紅外技術;2016年09期

2 劉德全;崔濤;楊雅寧;;局部對比度自適應直方圖均衡化圖像增強的算法研究[J];信息與電腦(理論版);2016年07期

3 史小丹;馬國銳;陳王麗;楊國鵬;秦前清;;基于模糊閾值和水平集的紅外圖像分割方法[J];激光與紅外;2016年01期

4 蘇靜;楊武俊;;基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡圖像分割算法研究[J];工業(yè)控制計算機;2015年12期

5 趙泉華;張洪云;李玉;;利用Kolmogorov-Smirnov統(tǒng)計的區(qū)域化圖像分割[J];中國圖象圖形學報;2015年05期

6 曹家梓;宋愛國;;基于馬爾科夫隨機場的紋理圖像分割方法研究[J];儀器儀表學報;2015年04期

7 宋橋;李誠;杜宇人;;一種基于Markov隨機場的FCM圖像分割方法[J];揚州大學學報(自然科學版);2015年01期

8 馬文萍;黃媛媛;李豪;李曉婷;焦李成;;基于粗糙集與差分免疫模糊聚類算法的圖像分割[J];軟件學報;2014年11期

9 張翔宇;楊玉孝;;C-V模型和數(shù)學形態(tài)學的紅外圖像處理方法[J];激光與紅外;2014年01期

10 朱述龍;孟偉燦;朱寶山;;運用GVF Snake算法提取水域的不規(guī)則邊界[J];遙感學報;2013年04期

相關博士學位論文 前5條

1 秦嬋嬋;基于隨機游走算法的圖像分割方法研究[D];華中師范大學;2014年

2 張川;含腐蝕損傷金屬材料剩余壽命與剩余強度研究[D];南京航空航天大學;2012年

3 劉位龍;面向不確定性數(shù)據(jù)的聚類算法研究[D];山東師范大學;2011年

4 王博;紅外序列圖像中運動弱小目標時域檢測方法[D];西安電子科技大學;2010年

5 簡耀波;紅外圖像處理中的關鍵算法研究[D];華中科技大學;2009年

相關碩士學位論文 前10條

1 蔣小波;GVF Snake模型及其在圖像分割中的應用研究[D];江南大學;2015年

2 張雄;基于分數(shù)階微分的紅外圖像分割算法研究[D];四川師范大學;2015年

3 李婷;變電站高壓設備紅外圖像分割方法[D];華北電力大學;2015年

4 李智;鋁合金點蝕坑特征識別及其疲勞壽命預測[D];廈門大學;2014年

5 李洲;紅外小目標檢測研究及DSP實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2014年

6 任然;基于Markov隨機場的圖像分割方法研究[D];安徽工業(yè)大學;2013年

7 王昊;基于機器視覺的飛機蒙皮損傷檢測與壽命分析方法[D];南京航空航天大學;2013年

8 盛敏;基于機器視覺的飛機蒙皮損傷檢測方法研究[D];南京航空航天大學;2012年

9 夏需堂;基于OTSU的近紅外圖像分割的應用研究[D];安徽大學;2011年

10 舒恪晟;機身加筋殼結構快速優(yōu)化設計方法研究[D];南京航空航天大學;2010年

，

本文編號：2402132