红外无损检测图像处理方法的对比
Comparison of image processing for infrared thermography
摘 要
介绍和总结了红外无损检测图像处理中的单帧图像处理方法、序列图像处理方法。单帧图像处理方法包括畸变校正、图像垂直条纹去除、图像滤波、图像增强;序列图像处理方法包括热波信号重建技术、主成分分析、独立成分分析、脉冲相位法、二阶导峰值法。同时采用上述方法对红外图像进行了处理并对结果进行了对比,最后总结了红外无损检测图像处理方法的发展趋势。
热激励
单帧图像处理
序列图像处理
infrared thermography
thermal excitation
single-frame image processing method
sequence image processing method
Abstract
This paper introduced and summarized the single-frame image processing method and sequence image processing method in image processing for infrared thermography. Single-frame image processing methods included distortion correction, image vertical fringe removal, image filtering, and image enhancement; Sequence image processing methods included heat wave signal reconstruction technology, principal component analysis, independent component analysis, pulse phase method, and peak value of second-order derivative. The infrared image was processed with the above method and the results were compared. Finally, the development trend of infrared thermography image processing methods was summarized.
中图分类号 TG115.28 DOI 10.11973/wsjc202309012
所属栏目 综述
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收稿日期 2022/12/9
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备注江海军(1988-),男,硕士,高级工程师,主要从事红外无损检测技术及图像处理的研究工作
引用该论文: JIANG Haijun,SHENG Tao,ZHENG Jinhua,XIANG Ping. Comparison of image processing for infrared thermography[J]. Nondestructive Testing, 2023, 45(9): 61～67
江海军,盛涛,郑金华,向苹. 红外无损检测图像处理方法的对比[J]. 无损检测, 2023, 45(9): 61～67
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参考文献
【1】董丽虹, 郭伟, 王海斗,等.热障涂层界面脱粘缺陷的脉冲红外热成像检测[J]. 航空学报, 2019, 40(8):1-10.
【2】江海军, 陈力. 脉冲红外无损检测技术研究现状与发展趋势[J]. 红外技术, 2018, 40(10):946-951,965.
【3】刘颖韬, 郭广平, 曾智, 等. 红外热像无损检测技术的发展历程、现状和趋势[J]. 无损检测, 2017, 39(8): 63-70.
【4】郭伟, 董丽虹, 徐滨士, 等. 主动红外热像无损检测技术的研究现状与进展[J]. 无损检测, 2016, 38(4): 58-66.
【5】郭永刚. 红外热波图像的畸变校正与拼接技术研究[D].北京:首都师范大学,2006.
【6】王欣刚, 宋建中, 顾海军, 等. 红外观察仪图像畸变的校正[J]. 光学精密工程, 2001, 9(1):39-42.
【7】范心田. 非制冷红外焦平面成像系统畸变校正及盲元补偿[D].长春:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所),2005.
【8】王洋, 潘志斌. 红外图像降噪与增强技术综述[J]. 无线电工程, 2016, 46(10): 1-7,28.
【9】于天河, 郝富春, 康为民, 等. 红外图像增强技术综述[J]. 红外与激光工程, 2007, 36(增2): 335-338.
【10】邵晓鹏, 靳振华, 王阳. 去除红外图像条带噪声改进算法研究[J]. 电子科技, 2013, 26(10):83-87.
【11】侯婷, 顾国华,陈钱. 基于FPGA的红外焦平面成像条纹噪声逐帧抑制算法的研究[J].光学与光电技术, 2012,10(6) : 77-81.
【12】TENDERO Y, LANDEAU S, GILLES J. Non-uniformity correction of infrared images by midway equalization[J]. Image Processing on Line, 2012, 2(2): 134-146.
【13】WANG S P. Stripe noise removal for infrared image by minimizing difference between columns[J]. Infrared Physics & Technology, 2016, 77: 58-64.
【14】张盛伟, 向伟, 赵耀宏. 基于引导滤波的红外图像条纹噪声去除方法[J]. 计算机辅助设计与图形学学报,2017,29(8):1434-1443.
【15】代少升, 袁祥辉. 红外图像非均匀性实时校正的新技术[J]. 光学精密工程, 2004, 12(2):201-204.
【16】张瑾, 陈向东. 一种基于小波变换的红外图像去噪方法[J].传感器与微系统, 2006, 25(8): 7-9.
【17】杨恢先, 王绪四, 谢鹏鹤, 等. 改进阈值与尺度间相关的小波红外图像去噪[J]. 自动化学报, 2011, 37(10): 1167-1174.
【18】黄牧, 黄文清, 李俊柏,等. 基于BM3D图像去噪算法的参数研究[J]. 工业控制计算机, 2014, 27(10):99-101.
【19】蔺翠. 热波成像检测及其热层析重建[D]. 南京:南京航空航天大学,2010.
【20】ALMOND D P, PICKERING S G. An analytical study of the pulsed thermography defect detection limit[J]. Journal of Applied Physics, 2012, 111(9):1-8.
【21】李艳红. 被检物表面条件对红外热波无损检测结果影响的研究[D].北京:首都师范大学,2006.
【22】梁涛. 复合材料脱粘缺陷红外热成像无损检测定量分析研究[D]. 成都:电子科技大学,2017.
【23】董毅旺, 朱笑, 洪康, 等. 红外序列图像的主成分分析算法研究[J]. 激光与红外, 2022, 52(5):714-720.
【24】WANG Q, HU Q P, QIU J X, et al. Using differential spread laser infrared thermography to detect delamination and impact damage in CFRP[J]. Infrared Physics& Technology, 2020,10(6)1-10.
【25】梁胜杰, 张志华, 崔立林,等. 基于主成分分析与核独立成分分析的降维方法[J]. 系统工程与电子技术, 2011, 33(9):2144-2148.
【26】张建明, 林亚平, 吴宏斌,等. 独立成分分析的研究进展[J]. 系统仿真学报, 2006, 18(4):992-997, 1001.
【27】WANG F, WANG Y H, PENG W, et al. Independent component analysis enhanced pulse thermography for high silicon oxygen phenolic resin (HSOPR) sheet with subsurface defects[J]. Infrared Physics & Technology, 2018, 92: 345-349.
【28】LIU Y, WU J Y, LIU K X, et al. Independent component thermography for non-destructive testing of defects in polymer composites[J]. Measurement Science and Technology, 2019, 30(4): 44-49.
【29】袁丽华, 洪康, 朱言,等. 基于红外序列独立成分分析的复合材料冲击损伤缺陷表征[J]. 航空制造技术, 2022, 65(20):83-91.
【30】郭兴旺, 刘颖韬, 郭广平,等. 脉冲相位法及其在复合材料无损检测中的应用[J]. 北京航空航天大学学报, 2005, 31(10):1049-1053.
【31】刘颖韬, 郭广平, 杨党纲. 脉冲相位法用于复合材料层析检测的研究[J]. 激光与红外, 2009, 39(4):390-392.
【32】陶胜杰, 杨正伟, 田干,等. 红外脉冲相位热像检测效率提高方法[J].红外与激光工程,2016,45(5):39-45.
【33】王中华, 曾智, 张存林,等. 基于对数二阶微分峰值法的缺陷深度测量研究[J]. 红外, 2013, 34(3):21-31.
【34】李美华, 曾智, 沈京玲,等. 脉冲红外无损检测缺陷深度定量测量的数值模拟[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(4):875-879.
【2】江海军, 陈力. 脉冲红外无损检测技术研究现状与发展趋势[J]. 红外技术, 2018, 40(10):946-951,965.
【3】刘颖韬, 郭广平, 曾智, 等. 红外热像无损检测技术的发展历程、现状和趋势[J]. 无损检测, 2017, 39(8): 63-70.
【4】郭伟, 董丽虹, 徐滨士, 等. 主动红外热像无损检测技术的研究现状与进展[J]. 无损检测, 2016, 38(4): 58-66.
【5】郭永刚. 红外热波图像的畸变校正与拼接技术研究[D].北京:首都师范大学,2006.
【6】王欣刚, 宋建中, 顾海军, 等. 红外观察仪图像畸变的校正[J]. 光学精密工程, 2001, 9(1):39-42.
【7】范心田. 非制冷红外焦平面成像系统畸变校正及盲元补偿[D].长春:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所),2005.
【8】王洋, 潘志斌. 红外图像降噪与增强技术综述[J]. 无线电工程, 2016, 46(10): 1-7,28.
【9】于天河, 郝富春, 康为民, 等. 红外图像增强技术综述[J]. 红外与激光工程, 2007, 36(增2): 335-338.
【10】邵晓鹏, 靳振华, 王阳. 去除红外图像条带噪声改进算法研究[J]. 电子科技, 2013, 26(10):83-87.
【11】侯婷, 顾国华,陈钱. 基于FPGA的红外焦平面成像条纹噪声逐帧抑制算法的研究[J].光学与光电技术, 2012,10(6) : 77-81.
【12】TENDERO Y, LANDEAU S, GILLES J. Non-uniformity correction of infrared images by midway equalization[J]. Image Processing on Line, 2012, 2(2): 134-146.
【13】WANG S P. Stripe noise removal for infrared image by minimizing difference between columns[J]. Infrared Physics & Technology, 2016, 77: 58-64.
【14】张盛伟, 向伟, 赵耀宏. 基于引导滤波的红外图像条纹噪声去除方法[J]. 计算机辅助设计与图形学学报,2017,29(8):1434-1443.
【15】代少升, 袁祥辉. 红外图像非均匀性实时校正的新技术[J]. 光学精密工程, 2004, 12(2):201-204.
【16】张瑾, 陈向东. 一种基于小波变换的红外图像去噪方法[J].传感器与微系统, 2006, 25(8): 7-9.
【17】杨恢先, 王绪四, 谢鹏鹤, 等. 改进阈值与尺度间相关的小波红外图像去噪[J]. 自动化学报, 2011, 37(10): 1167-1174.
【18】黄牧, 黄文清, 李俊柏,等. 基于BM3D图像去噪算法的参数研究[J]. 工业控制计算机, 2014, 27(10):99-101.
【19】蔺翠. 热波成像检测及其热层析重建[D]. 南京:南京航空航天大学,2010.
【20】ALMOND D P, PICKERING S G. An analytical study of the pulsed thermography defect detection limit[J]. Journal of Applied Physics, 2012, 111(9):1-8.
【21】李艳红. 被检物表面条件对红外热波无损检测结果影响的研究[D].北京:首都师范大学,2006.
【22】梁涛. 复合材料脱粘缺陷红外热成像无损检测定量分析研究[D]. 成都:电子科技大学,2017.
【23】董毅旺, 朱笑, 洪康, 等. 红外序列图像的主成分分析算法研究[J]. 激光与红外, 2022, 52(5):714-720.
【24】WANG Q, HU Q P, QIU J X, et al. Using differential spread laser infrared thermography to detect delamination and impact damage in CFRP[J]. Infrared Physics& Technology, 2020,10(6)1-10.
【25】梁胜杰, 张志华, 崔立林,等. 基于主成分分析与核独立成分分析的降维方法[J]. 系统工程与电子技术, 2011, 33(9):2144-2148.
【26】张建明, 林亚平, 吴宏斌,等. 独立成分分析的研究进展[J]. 系统仿真学报, 2006, 18(4):992-997, 1001.
【27】WANG F, WANG Y H, PENG W, et al. Independent component analysis enhanced pulse thermography for high silicon oxygen phenolic resin (HSOPR) sheet with subsurface defects[J]. Infrared Physics & Technology, 2018, 92: 345-349.
【28】LIU Y, WU J Y, LIU K X, et al. Independent component thermography for non-destructive testing of defects in polymer composites[J]. Measurement Science and Technology, 2019, 30(4): 44-49.
【29】袁丽华, 洪康, 朱言,等. 基于红外序列独立成分分析的复合材料冲击损伤缺陷表征[J]. 航空制造技术, 2022, 65(20):83-91.
【30】郭兴旺, 刘颖韬, 郭广平,等. 脉冲相位法及其在复合材料无损检测中的应用[J]. 北京航空航天大学学报, 2005, 31(10):1049-1053.
【31】刘颖韬, 郭广平, 杨党纲. 脉冲相位法用于复合材料层析检测的研究[J]. 激光与红外, 2009, 39(4):390-392.
【32】陶胜杰, 杨正伟, 田干,等. 红外脉冲相位热像检测效率提高方法[J].红外与激光工程,2016,45(5):39-45.
【33】王中华, 曾智, 张存林,等. 基于对数二阶微分峰值法的缺陷深度测量研究[J]. 红外, 2013, 34(3):21-31.
【34】李美华, 曾智, 沈京玲,等. 脉冲红外无损检测缺陷深度定量测量的数值模拟[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(4):875-879.
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