自适应聚乙烯管道超声信号线检测算法

李礼彬， 顾 震， 周家乐， 颜秉勇， 王慧锋（华东理工大学信息科学与工程学院，上海 200237）

相比传统的金属管道，聚乙烯（PE）管道具有绝缘、耐磨损、抗腐蚀、易弯曲、性价比高的优势[1]，正逐渐成为运输管道的主流。电熔焊接是PE 管道接头最主要的焊接方式之一[2]。现阶段对焊接质量较为有效的无损检测手段是利用超声相控阵成像技术进行人工测定[3]，而人工检测成本高、效率低，因此依靠机器视觉进行自动化焊接缺陷识别是当前的发展趋势。

由焊接缺陷的定义[4-6]可知，缺陷识别的依据是超声成像中特征线、电阻丝线（也称熔合面）、管材内壁回波信号线之间的相对距离和各自的形状特性，因此，完整地检测特征线、电阻丝线和管材内壁回波信号线是实现自动化缺陷识别的关键。

目前学界和工业界针对PE 管道电熔焊接接头的超声信号线检测研究还处于起步阶段。黄跃鑫[7]通过缺陷检测仿真实验，分析了不同缺陷的信号特征，提出了Otsu 阈值分割和形态学运算相结合的分割方法，可以在仿真图中有效检测特征线和电阻丝线，具有一定的理论参考价值。郭伟灿等[8]分析了电阻丝的成像机理，提出了针对电阻丝线的检测方法，但并未检测特征线和管材内壁回波信号线，不利于全部类型的缺陷识别。黄跃鑫等[3]提出了将Kmeans 聚类与形态学运算相结合的处理方法，先将RGB 色彩空间中的B 分量图像整体聚为3 簇，对其中一簇进行形态学运算得到相对完整的电阻丝线，再对灰度图像聚类来检测特征线。……