(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210519637.6 (22)申请日 2022.05.13 (71)申请人 中国海洋石油集团有限公司 地址 100010 北京市东城区朝阳门北 大街 25号 申请人 中海石油 （中国） 有限公司海南分公 司　 中海石油技术检测有限公司 (72)发明人 房精哲　韦龙贵　韩博　张充霖　 何社锋　崔矿庆　袁东野　袁征　 潘闻　吴凯强　陈秋华　 (74)专利代理 机构 天津市北洋 有限责任专利代 理事务所 12 201 专利代理师 刘子文(51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06V 10/30(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/34(2022.01) G06V 10/46(2022.01) (54)发明名称 一种基于FPGA的交流电磁场检测缺陷轮廓 反演方法 (57)摘要 本发明公开本发明公开一种基于FPGA的交 流电磁场检测缺陷轮廓反演方法， 将FPGA采集到 交流电磁场检测得到的缺陷特征信号图像进行 灰度处理， 得到灰度图像， 减小了图像的数据量， 加快了图像处理速度， 将灰度图像进行高斯滤波 后， 进行双向梯度处理并进行二值化处理， 得到 二值化图像， 滤除噪声的干扰， 剔除图像中的背 景， 对二值化图像进行二值形态学滤波， 去除二 值化图像中的干扰信号， 通过腐蚀运算将所述二 值化图像中的噪声点去除， 然后通过膨胀算法还 原缺陷形貌， 实现缺陷轮廓反演， 本发明提出的 方法利用FPGA， 实现了交流电磁场检测缺陷轮廓 智能反演。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 114926425 A 2022.08.19 CN 114926425 A 1.一种基于FPGA的交流电磁场检测缺陷轮廓反演方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1.通过FPGA采集由交流电磁场检测得到的缺陷特征信号 图像， 缺陷特征信号 图像像 素是24bit， 通过所述FPGA采用RGB转化为YCbCr的方法， 将所述缺陷特征信号图像转化为灰 度图像； S2.通过所述FPGA将所述灰度图像进行高斯滤波， 生成滤波后的灰度图像； S3 .使用离散化窗口滑动卷积方法， 通过所述FPGA采用差分公式 与 对滤波后的灰度图像求解x方 向梯度与y方向梯度， 梯度的向量大小用M(x ， y) 表示 ， 方向 用α(x ， y) 表示 ， 使用梯度能够确定滤波后的灰度 图像中像素变化 最大的区域和方向， 得到缺陷的梯度信号图像； S4.在所述FP GA中设置一个阈值， 与所述缺陷的梯度信号图像像素值进行比较， 小于阈 值的像素值设置为 黑色， 大于阈值的像素值设置为白色， 得到二 值图像； S5.通过所述FP GA对所述二值图像进行二值形态学滤波， 去除二值图像中的干扰信号， 通过腐蚀运算将二值图像中的噪声点去除， 然后通过膨胀算法还原缺陷形貌， 实现缺陷轮 廓反演。 2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的交流电磁场检测缺陷轮廓反演方法， 其特征 在于， 所述FPGA能够实现交流电磁场激励信号的生产与检测信号的采集、 存 储。 3.一种基于FPGA的交流电磁场检测缺陷轮廓反演方法的应用， 其特征在于， 用于碳钢 结构物的检测， 实现碳钢结构物缺陷的识别与缺陷轮廓反演。 4.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算 机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至2任一项所述基于FPGA 的交流电磁场检测缺陷轮廓反演方法的步骤。 5.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该计算机程序被处 理器执行时实现权利要求1至2任一项所述基于FPGA的交流电磁场检测缺陷轮廓反演方法 的步骤。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114926425 A 2一种基于FPGA的交流电磁场检测缺陷轮廓反演 方法 技术领域 [0001]本发明涉及无损检测信号处理领域， 尤其涉及一种基于FPGA的交流电磁场检测缺 陷轮廓反演方法。 背景技术 [0002]交流电磁场检测在对石油工程机械结构物缺陷进行检测时是一项有难度的系统 工程， 检测过程中会受到特殊结构、 表面涂层和缺陷形貌多样等因素的影响， 对缺陷信号的 分析、 判定和缺陷的识别、 评估提出较高的要求。 [0003]当今社会检测系统的硬件控制核心正在不断的更新换代， 目前无损检测硬件控制 核心常用的设计方案有两种， 第一种 是以单片机作为无损检测硬件系统的控制核心， 比如 STM32， 这种方案适合用于功能比较简单， 处理数据量较少的无损检测系统， 但随着技术的 推进， 无损检测系统功能的复杂程度逐渐提高， 单片机因为其串 行的数据处理架构， 难以满 足算法处理速度的需求。 因此出现了第二种硬件核心设计方案， 以现场可编辑逻辑 门阵列 芯片FPGA作为硬件系统的控制核心具有灵活性高， 集成性好， 性能强， 可靠性高的技术优 点。 发明内容 [0004]本发明的目的是为了克服现有技术中的不足， 提供一种基于FPGA的交流电磁场检 测缺陷轮廓智能反演方法， 利用FPGA编制缺陷轮廓反演方法， 实现缺陷的智能识别。 [0005]本发明的目的是通过以下技 术方案实现的： [0006]一种基于FPGA的交流电磁场检测缺陷轮廓反演方法， 包括以下步骤： [0007]S1.通过FPGA采集 由交流电磁场检测 得到的缺陷特征信号图像， 缺陷特征信号图 像像素是24bit， 通过所述FPGA采用RGB转化为YCbCr的方法， 将所述缺陷特征信号图像转化 为灰度图像； 减小了图像的数据量， 加快了图像处 理速度； [0008]S2.通过所述FPGA将所述灰度图像进行高斯滤波， 生成滤波后的灰度图像； [0009]S3.使用离散化窗口滑动卷积方法， 通过所述FPGA采用差分公式 与 对滤波后的灰度图像求解x方 向梯度与y方向梯度， 梯度的向量大小用M(x ， y) 表示 ， 方向 用α(x ， y) 表示 ， 使用梯度能够确定滤波后的灰度 图像中像素变化 最大的区域和方向， 得到缺陷的梯度信号图像； [0010]S4.在所述FPGA中设置一个阈值， 与所述缺陷的梯度信号图像像素值进行比较， 小 于阈值的像素值设置为 黑色， 大于阈值的像素值设置为白色， 得到二 值图像； [0011]S5.通过所述FPGA对所述二值图像进行二值形态学滤波， 去除二值图像中的干扰 信号， 通过腐蚀运算将二值图像中的噪声点去除， 然后通过膨胀算法还原缺陷形貌， 实现缺说　明　书 1/4 页 3 CN 114926425 A 3