基于C-V模型的工業(yè)CT三維圖像曲面面積與內(nèi)腔體積測(cè)量算法研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，很多領(lǐng)域都提出了對(duì)產(chǎn)品性能、內(nèi)外形狀等方面的更高要求，致使各種復(fù)雜曲面越多地應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品中。而對(duì)曲面的測(cè)量是曲面的精度檢驗(yàn)和逆向工程（Reverse Engineering，RE）的基礎(chǔ)，要實(shí)現(xiàn)曲面的模型建造、形狀改進(jìn)、性能評(píng)價(jià)和逆向制造，必須獲得曲面的三維參數(shù)信息。因此，對(duì)曲面測(cè)量方法的研究具有重要的價(jià)值。
　　曲面測(cè)量方法根據(jù)測(cè)量方式的不同分為接觸式測(cè)量與非接觸式測(cè)量?jī)纱箢?。接觸式測(cè)量方法測(cè)

2、量精度高，通用性強(qiáng)。不足之處是計(jì)算量大,且成本高、易受到被測(cè)物材質(zhì)的影響。非接觸式測(cè)量方法可以測(cè)量一些不可接觸的物體，如輻射體、高溫物體等，采集速度較快，但專業(yè)知識(shí)要求較高，較之于接觸式測(cè)量精度不夠高。但工件內(nèi)部結(jié)構(gòu)特別是封閉內(nèi)腔的測(cè)量用傳統(tǒng)測(cè)量方法難于實(shí)現(xiàn)。而工業(yè)CT（Industrial Computed Tomography，ICT）技術(shù)是通過(guò)射線源從多個(gè)角度發(fā)射射線對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行檢測(cè)，用探測(cè)器把經(jīng)過(guò)被測(cè)物射線衰減后的信息采集下來(lái)

3、，使用計(jì)算機(jī)采用圖像重建算法重建檢測(cè)部位得到一系列有序的切片圖像?？蔁o(wú)損地檢測(cè)工件外部和內(nèi)部的結(jié)構(gòu)尺寸，特別適合于工件封閉內(nèi)腔的測(cè)量分析。
　　傳統(tǒng)的圖像測(cè)量方法是先對(duì)圖像去噪再分割圖像測(cè)量，而本文針對(duì)工件內(nèi)部封閉內(nèi)腔的測(cè)量，研究了基于C-V模型的工業(yè)CT三維圖像曲面面積與內(nèi)腔體積測(cè)量的算法。完成的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先分析了圖像分割算法，因?yàn)閷?duì)工業(yè)CT圖像進(jìn)行測(cè)量，分割精度將直接影響到測(cè)量的精度，所以圖像分割是三維測(cè)

4、量的關(guān)鍵步驟。而C-V幾何主動(dòng)輪廓模型是基于偏微分方程的圖像分割模型，該模型分割圖像可以得到全局最優(yōu)的、連續(xù)邊緣的分割結(jié)果，具有較強(qiáng)的抗噪性，是目前比較有效的圖像分割方法。因此采用C-V模型對(duì)工業(yè)CT斷層圖像序列切片進(jìn)行分割，提取出待測(cè)量目標(biāo)區(qū)，然后用輪廓跟蹤算法跟蹤工件各層目標(biāo)區(qū)的輪廓點(diǎn)，以鏈碼形式存儲(chǔ)；其次求取曲面上各層輪廓點(diǎn)的形心，再計(jì)算曲面上輪廓點(diǎn)到形心的距離并用高斯卷積進(jìn)行輪廓濾波，目的是為了去除邊緣毛刺對(duì)測(cè)量的影響；最后在每