兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (4): 1171-1180.doi: 10.12382/bgxb.2021.0893
收稿日期:
2021-12-31
上线日期:
2023-04-28
通讯作者:
基金资助:
ZHANG Bin, LU Hongyi*(), LIU Shun, SANG Doudou, YANG Yucheng
Received:
2021-12-31
Online:
2023-04-28
摘要:
针对工业计算机层析成像(CT)图像中金属伪影和噪声会干扰部件分割提取的准确性和精度问题,提出一种基于标准差权重阈值和区域生长的工业CT图像特征提取算法。采用标准差权重的二维最大类间方差和二维最小交叉熵阈值分割方法去除图像背景,利用图像的邻域均值实现多种子点区域自动选取,添加Scharr算子计算梯度改进生长准则完成对部件特征的提取。实验结果表明:该算法相对于其他区域生长法,精确率提高了9.1%,准确率最大接近1,相似性系数提高了5.3%,交并比提高了4.1%最大;该算法部件提取效果更好。
章斌, 卢洪义, 刘舜, 桑豆豆, 杨禹成. 发动机部件CT图像特征提取与区域生长算法[J]. 兵工学报, 2023, 44(4): 1171-1180.
ZHANG Bin, LU Hongyi, LIU Shun, SANG Doudou, YANG Yucheng. Feature Extraction and Region Growing Algorithm for Processing CT Scans of Engine Parts[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(4): 1171-1180.
发动机部件 | CT切片原始图像 | 滤波后图像 |
---|---|---|
调节器 | | |
发动机涡轮 | | |
表1 发动机调节器和涡轮CT切片非局部均值滤波处理结果
Table 1 Results of non-local mean filtering processing of engine conditioner and turbo CT slices
发动机部件 | CT切片原始图像 | 滤波后图像 |
---|---|---|
调节器 | | |
发动机涡轮 | | |
发动机部件 | 调节器 | 发动机涡轮 |
---|---|---|
CT图像预先分割图 | | |
灰度值直方图 | | |
特征提取结果 | | |
表2 本文算法提取结果
Table 2 Extraction results of the improved algorithm
发动机部件 | 调节器 | 发动机涡轮 |
---|---|---|
CT图像预先分割图 | | |
灰度值直方图 | | |
特征提取结果 | | |
发动机部件 | 传统区域生长法 | 最大熵法 | 文献[14]算法 | 本文算法 |
---|---|---|---|---|
调节器 | | | | |
发动机涡轮 | | | | |
表3 4种算法结果对比
Table 3 Comparison of four algorithms
发动机部件 | 传统区域生长法 | 最大熵法 | 文献[14]算法 | 本文算法 |
---|---|---|---|---|
调节器 | | | | |
发动机涡轮 | | | | |
算法 | 发动机部件 | Cprecision | Paccuracy | Ddice | Iintersection |
---|---|---|---|---|---|
传统区域生长法 | 调节器 | 0.955 | 0.998 | 0.957 | 0.918 |
发动机涡轮 | 0.824 | 0.995 | 0.895 | 0.810 | |
最大熵法 | 调节器 | 0.731 | 0.993 | 0.845 | 0.731 |
发动机涡轮 | 0.920 | 0.998 | 0.958 | 0.920 | |
文献[14]算法 | 调节器 | 0.899 | 0.997 | 0.942 | 0.890 |
发动机涡轮 | 0.971 | 0.997 | 0.935 | 0.878 | |
本文算法 | 调节器 | 0.981 | 0.998 | 0.962 | 0.927 |
发动机涡轮 | 0.996 | 0.999 | 0.985 | 0.970 |
表4 不同算法对比评价指标值
Table 4 Comparison of evaluation index values of different algorithms
算法 | 发动机部件 | Cprecision | Paccuracy | Ddice | Iintersection |
---|---|---|---|---|---|
传统区域生长法 | 调节器 | 0.955 | 0.998 | 0.957 | 0.918 |
发动机涡轮 | 0.824 | 0.995 | 0.895 | 0.810 | |
最大熵法 | 调节器 | 0.731 | 0.993 | 0.845 | 0.731 |
发动机涡轮 | 0.920 | 0.998 | 0.958 | 0.920 | |
文献[14]算法 | 调节器 | 0.899 | 0.997 | 0.942 | 0.890 |
发动机涡轮 | 0.971 | 0.997 | 0.935 | 0.878 | |
本文算法 | 调节器 | 0.981 | 0.998 | 0.962 | 0.927 |
发动机涡轮 | 0.996 | 0.999 | 0.985 | 0.970 |
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