基于ICT 的大尺寸工业构件图像重建及缺陷检测研究

基本信息
批准号:61572400
项目类别:面上项目
资助金额:16.00
负责人:张顺利
学科分类:
依托单位:西北大学
批准年份:2015
结题年份:2016
起止时间:2016-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:董卫军,刘晓霞,谢倩茹,苏惠明,张海波,王培宁
关键词:
工业CT缺陷检测神经网络图像重建压缩感知
结项摘要

Defect detection for large industrial components has been one of the important problems in the field of aeronautics and space. Traditional nondestructive testing (NDT) methods, such as ultrasonic, vortex flow, magnetic particles, permeate test and so on, cannot effectively detect defect and its expansion on large industrial components. Compared with other NDT methods, Industrial CT (ICT) has an unparalleled advantage and is regarded as the best NDT method in the world. Aiming at the problems of defect detection for large industrial components, a novel method for defect detection based on ICT image sequence is proposed. Some key problems will be studied via theory analysis, simulation and real CT scanning experiments. .Aiming at the incomplete projection data of large industrial components, we will propose a fast and parallel image reconstruction method for cone beam volume integral model of algebraic reconstruction techniques (ART) algorithm. Also, we will solve the problem of choosing the optimal relaxation factor utilizing neural network, and realize fast image reconstruction for cone beam ART utilizing parallel computation technique of GPU and multi-core. Based on the above research, we will realize the defect detection and monitoring for large industrial components via neural network, image registration and digital subtraction. The research of this project will realize NDT for large industrial components of aeronautics and space, and will have great significance in ensuring their safety and reliability.

大尺寸工业构件的缺陷检测是航空航天领域迫切需要解决的重要课题之一。常规无损检测方法无法对工业构件的缺陷及其扩展进行有效检测。ICT技术具有其他无损检测方法无法比拟的优越性,被视为当今世界最佳无损检测手段。针对大尺寸工业构件缺陷检测问题,提出基于ICT图像序列的缺陷检测新方法,并通过理论分析、模拟仿真和CT扫描实验相结合的方法对若干关键问题进行研究。针对工业构件非完整扫描投影数据,提出锥形束体积分模型快速并行图像重建方法,实现基于神经网络的最佳松弛因子选择;在此基础上,通过图像配准及数字减影等方法实现缺陷的检测与监测。本项目的研究对于实现航空航天产品等大尺寸工业构件的无损检测,确保其安全性和可靠性等具有重要意义。

项目摘要

本项目围绕大尺寸工业构件的图像重建及缺陷检测展开相关研究。在图像重建方面,针对二维SART算法,提出了一种基于查找表的快速反投影方法,与传统投影及反投影方法相比,取得了约6倍的总体加速比;针对三维SART算法,提出了一种线积分模型快速三维前向投影算法,投影计算时间与Siddon算法相比提高了约18倍,总体图像重建时间提高了近8倍;在此基础上,通过多核并行技术在6核处理器上取得了约5.9倍的重建加速比。这些研究成果对于实现大尺寸工业构件的快速高质量图像重建具有重要意义。在缺陷检测方面,提出了一种基于CT图像序列的大型工业构件缺陷检测方法,首先对工业构件扫描重建得到一副原始基准图像,在后续不同时刻对构件进行扫描重建得到系列CT切片图像,并将这些图像与基准图像进行配准,然后与基准图像进行数字减影,得到一系列减影图像,通过减影图像可以对缺陷的产生及扩展进行检测。研究结果表明,本项目提出的缺陷检测方法是可行的,对于确保工业构件的安全性和可靠性等具有重要意义。在ICT仿真方面,首先针对二维Joseph算法提出了一种快速投影计算方法,然后将该方法扩展到三维,提出了三维Joseph算法快速投影计算方法,在保持投影精度的同时,与传统方法相比取得了约2.3倍的加速比,其研究对于离散体素模型快速投影仿真具有重要意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

针对弱边缘信息的左心室图像分割算法

针对弱边缘信息的左心室图像分割算法

DOI:10.3778/j.issn.1002-8331.1911-0012
发表时间:2020
2

基于改进LinkNet的寒旱区遥感图像河流识别方法

基于改进LinkNet的寒旱区遥感图像河流识别方法

DOI:10.6041/j.issn.1000-1298.2022.07.022
发表时间:2022
3

二维FM系统的同时故障检测与控制

二维FM系统的同时故障检测与控制

DOI:10.16383/j.aas.c180673
发表时间:2021
4

信息熵-保真度联合度量函数的单幅图像去雾方法

信息熵-保真度联合度量函数的单幅图像去雾方法

DOI:10.3724/SP.J.1089.2019.17435
发表时间:2019
5

岩石/结构面劣化导致巴东组软硬互层岩体强度劣化的作用机制

岩石/结构面劣化导致巴东组软硬互层岩体强度劣化的作用机制

DOI:10.3799/dqkx.2019.110
发表时间:2019

张顺利的其他基金

批准号:61772421
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:61601021
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81601814
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39170804
批准年份:1991
资助金额:2.50
项目类别:面上项目
批准号:10447007
批准年份:2004
资助金额:8.00
项目类别:专项基金项目
批准号:11371293
批准年份:2013
资助金额:62.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

基于DR/ICT的BGA封装器件内部缺陷检测技术

批准号:61271357
批准年份:2012
负责人:桂志国
学科分类:F0116
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
2

基于多通道信息处理和缺陷图像重建的木材应力波无损检测技术研究

批准号:61272313
批准年份:2012
负责人:冯海林
学科分类:F0214
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
3

基于工业CT的文物图像重建与三维建模方法研究

批准号:61772421
批准年份:2017
负责人:张顺利
学科分类:F0210
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
4

大尺寸4H碳化硅晶体生长及缺陷研究

批准号:50972161
批准年份:2009
负责人:王文军
学科分类:E0201
资助金额:36.00
项目类别:面上项目