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原文传递 X-rayCT图像断层匹配的测试装置及断层匹配方法

专利名称：	X-rayCT图像断层匹配的测试装置及断层匹配方法
摘要：	一种X‑rayCT图像断层匹配的测试装置及断层匹配方法，属于材料细观结构监测技术领域。本发明针对现有X‑rayCT图像断层匹配方法中，由于试件的状态无法在多次扫描中保持一致会对断层匹配造成干扰的问题。装置包括：上端板、下端板、四个竖直支撑杆和两个斜向标记杆，四个竖直支撑杆均匀设置并支撑在上端板和下端板之间，上端板、下端板及四个竖直支撑杆形成的内部空间用于安装扫描试件，扫描试件与上端板和下端板之间分别通过固定件进行方位固定；相邻的三个竖直支撑杆中，每相邻的两个竖直支撑杆之间设置一个斜向标记杆，两个斜向标记杆的斜度相同。本发明用于图像断层匹配。
专利类型：	发明专利
申请人：	北京路生工程技术有限公司;哈尔滨工业大学;哈尔滨正罡科技开发有限公司
发明人：	刘福军;徐慧宁;石浩;李恒祯;栗诗源;张子寒;秦智强;周宇;余宏伟;郑直;冷滨滨;张伟建
专利状态：	有效
申请日期：	2021-12-20T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-25T00:00:00+0800
申请号：	CN202111563367.0
公开号：	CN114235861A
代理机构：	哈尔滨华夏松花江知识产权代理有限公司
代理人：	张利明
分类号：	G01N23/046;G;G01;G01N;G01N23;G01N23/046
申请人地址：	102309 北京市门头沟区三家店东街51号一层(天助立业众创空间)0019;;
主权项：	1.一种X-rayCT图像断层匹配的测试装置，其特征在于，包括上端板(1)、下端板(2)、四个竖直支撑杆(3)和两个斜向标记杆(4)，四个竖直支撑杆(3)均匀设置并支撑在上端板(1)和下端板(2)之间，上端板(1)、下端板(2)及四个竖直支撑杆(3)形成的内部空间用于安装扫描试件，扫描试件与上端板(1)和下端板(2)之间分别通过固定件进行方位固定；相邻的三个竖直支撑杆(3)中，每相邻的两个竖直支撑杆(3)之间设置一个斜向标记杆(4)，两个斜向标记杆(4)的斜度相同。 2.根据权利要求1所述的X-rayCT图像断层匹配的测试装置，其特征在于，上端板(1)和下端板(2)均为正方形，四个竖直支撑杆(3)对应正方形四个角的位置固定。 3.根据权利要求1或2所述的X-rayCT图像断层匹配的测试装置，其特征在于，上端板(1)和下端板(2)之间的距离与扫描试件的高度匹配。 4.根据权利要求3所述的X-rayCT图像断层匹配的测试装置，其特征在于，所述固定件包括设置在扫描试件上的夹片(5)和对应设置在上端板(1)和下端板(2)上的夹片槽(6)，夹片(5)与夹片槽(6)插接固定。 5.根据权利要求4所述的X-rayCT图像断层匹配的测试装置，其特征在于，夹片(5)为六个，其中前三个位于扫描试件靠近上端面处侧壁圆周四分位位置中的三个位置点，后三个位于扫描试件靠近下端面处侧壁圆周上，与所述前三个的位置相对应；夹片槽(6)为六个，其中前三个设置于上端板(1)上，后三个设置于下端板(2)上，每个夹片槽(6)内对应插接一个夹片(5)，并且夹片槽(6)与相邻两个竖直支撑杆(3)之间中线的位置相对应。 6.根据权利要求5所述的X-rayCT图像断层匹配的测试装置，其特征在于，所述夹片(5)的厚度为1.5mm，夹片槽(6)的宽度为2mm。 7.根据权利要求6所述的X-rayCT图像断层匹配的测试装置，其特征在于，所述固定件为铁制或不锈钢制。 8.一种X-rayCT图像断层匹配方法，基于权利要求1至7所述的X-rayCT图像断层匹配的测试装置实现，其特征在于包括，首先，将初始状态的扫描试件安装于所述测试装置内，进行基准断层扫描，获得基准断层扫描图像；然后，取出初始状态的扫描试件进行损伤试验；再将损伤试验后的扫描试件安装于所述测试装置内，进行损伤后断层扫描，获得损伤后断层扫描图像；在基准断层扫描图像中，通过每个斜向标记杆(4)与相邻的两个竖直支撑杆(3)的距离，计算基准断层扫描图像处于扫描试件高度位置的基准高度标记值；再对损伤后断层扫描图像通过每个斜向标记杆(4)与相邻的两个竖直支撑杆(3)的距离，计算损伤后断层扫描图像处于扫描试件高度位置的损伤高度标记值；对于选定的基准断层扫描图像，在损伤后断层扫描图像中寻找与基准高度标记值最接近的损伤高度标记值对应的初选损伤后断层扫描图像；再按位置关系以初选损伤后断层扫描图像为基准，在上下两个方向各选定K张损伤后断层扫描图像，构成匹配图像库；K为正整数；对匹配图像库中的每张损伤后断层扫描图像分别与选定的基准断层扫描图像进行灰度均方差计算，将计算结果最小值对应的损伤后断层扫描图像作为选定的基准断层扫描图像的匹配图像。 9.根据权利要求8所述的X-rayCT图像断层匹配方法，其特征在于，基准高度标记值的计算方法包括：式中Hi为基准高度标记值，x1i为基准断层扫描图像中第一根斜向标记杆(4)与相邻一侧竖直支撑杆(3)的距离，x2i为基准断层扫描图像中第一根斜向标记杆(4)与相邻另一侧竖直支撑杆(3)的距离，y1i为基准断层扫描图像中第二根斜向标记杆(4)与相邻一侧竖直支撑杆(3)的距离，y2i为基准断层扫描图像中第二根斜向标记杆(4)与相邻另一侧竖直支撑杆(3)的距离；式中i为基准断层扫描图像的序号。 10.根据权利要求9所述的X-rayCT图像断层匹配方法，其特征在于，灰度均方差计算的方法包括：对于匹配图像库中的损伤后断层扫描图像Hd，j与选定的基准断层扫描图像Hp，i的灰度均方差RASEj为：式中N为像素个数，Pd,j,n为损伤后断层扫描图像Hd，j第n个像素点处的灰度值，Pp,i,n为基准断层扫描图像Hp，i第n个像素点处的灰度值；j为损伤后断层扫描图像的序号。
所属类别：	发明专利