工业CT图像二维矢量化系统研究与改进

摘要

工业计算机层析技术(IndustrialComputerizedTomography,ICT)是一种非接触式的先进测量方法。它能在不损坏被测工件材质以及结构条件下，以断层图像的形式，展现被检测物体内部结构关系、物质组成以及缺陷状况。因此，作为一种实用的无损检测技术，它在逆向工程中有着广阔的应用前景。经过工业CT扫描后得到的断面图像是二维灰度图像，需要将灰度图像转化为矢量图才能应用于逆向工程中。针对已经开发的工业CT图像矢量化系统存在系统稳定性差、人机交互不够友善、图像矢量化效率低等问题，本文对该系统进行了改进研究。本文研究的主要内容如下：
　　首先，在图像预处理模块中采用基于Canny算法的一种边缘自增强搜索方法进行边缘检测，选择基于阈值的方法提取图像的边缘。对提取的边缘进行编辑，以获取封闭的单像素图像轮廓。
　　其次，在轮廓矢量化模块中，根据轮廓点矢量变化率判断轮廓的特征点并完成轮廓分段，对分段轮廓进行直线以及曲线拟合初步获得图像矢量化边缘。采用矢量图手动编辑的方式对获得的矢量图边缘做出修正，减少特征点个数，以提高矢量图的精度。通过优化整圆拟合、两点直线拟合以及三点圆弧拟合等功能，提高软件的稳定性以及操作友好度。
　　最后，用本文改进的软件与商业化软件进行图像矢量化比较实验，验证软件优化的有效性。

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英文摘要

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1 绪 论

1.1 逆向工程概述

1.2 工业CT技术介绍

1.3 矢量化系统国内外研究现状

1.4 课题研究的意义及内容

1.5 论文组织结构

2 ICT图像矢量化系统简介

2.1 功能模块介绍

2.2 系统实现流程介绍

2.3 本章小结

3 ICT图像的边缘检测方法研究

3.1 传统的边缘检测方法

3.2 改进的Canny的边缘检测方法

3.3 改进轮廓的手动编辑功能

3.4 本章小结

4轮廓矢量化方法改进研究

4.1 ICT图像的特征点识别方法介绍

4.2 改进的特征点检测方法

4.3 基于线型的轮廓拟合方法改进

4.4 本章小结

5 矢量图编辑模块优化

5.1 圆拟合功能改进

5.2 两点直线拟合功能改进

5.3 三点圆弧拟合功能改进

5.4 内存泄漏修复

5.5 本章小结

6 实验与分析

6.1 矢量化精度测试实验

6.2 与同类矢量化软件比较

6.3 本章小结

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

致谢

参考文献

附 录