基於b超的防水層厚度檢測方法和裝置製造方法
2023-09-18 19:39:15 1
基於b超的防水層厚度檢測方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種基於B超的防水層厚度檢測方法和裝置，其中，基於B超的防水層厚度檢測方法包括：通過B超對所述防水層進行掃描得到所述防水層的B超圖像；根據所述B超圖像中像素點的RGB分布特性對所述B超圖像進行二值化處理得到所述防水層的二值圖像；對所述二值圖像進行邊緣檢測得到兩條目標線條；根據兩條所述目標線條上像素點之間的距離計算得到所述防水層的厚度。還對應提供一種基於B超的防水層厚度檢測裝置，包括：圖像採集單元、圖像處理單元、邊緣檢測單元、厚度計算單元。本發明無需採用穿刺、切割等破壞性操作即能夠實現對防水層的厚度及均勻性進行精度準、效率高的檢測。
【專利說明】基於B超的防水層厚度檢測方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及防水工程技術測量領域，特別是涉及一種基於B超的防水層厚度檢測方法和裝置。
【背景技術】
[0002]為了延長建材、建築、橋梁等的使用壽命，防止水分的侵蝕，通常採用塗刷的防水塗料和粘貼的防水卷材作為防水層達到防水的目的。在物體上塗刷的防水塗料固化後形成具有一層厚度的彈性塗膜，如果塗膜太薄或者厚度不均勻，往往起不到有效的防水效果，致使物體很難達到預期的使用壽命。在實際應用中，如果單次塗刷防水塗料形成的塗膜過厚，塗膜容易出現裂縫、脫皮、鼓泡等現象，既浪費防水塗料又起不到有效的防水作用，因此，需要對塗膜進行厚度檢測，繼而適應性調整塗刷防水塗料的量，以滿足塗膜厚度的要求。另夕卜，選用厚度不符合規定的防水卷材，既不能保證防水的效果，又經不起踩踏、壓軋，大大縮短防水卷材的使用年限，因此，同樣需要對防水卷材進行厚度檢測，以選擇符合厚度規定的防水卷材。
[0003]目前對於防水層的厚度檢測主要採用穿刺法，即在每單位面積的防水層上刺若干個孔，用專用尺測量孔的深度，然後根據若干個孔的深度大小，得到防水層的平均厚度以及分析防水層的厚度均勻性是否符合要求。然而，這種穿刺法不僅檢測精度差、效率低，而且對防水層造成了破損。
【發明內容】
[0004]基於此，有必要提供一種精度準、效率聞、非破壞性的基於B超的防水層厚度檢測方法及其裝置。
[0005]一種基於B超的防水層厚度檢測方法，包括如下步驟:
[0006]通過B超對所述防水層進行掃描得到所述防水層的B超圖像；
[0007]根據所述B超圖像中像素點的RGB分布特性對所述B超圖像進行二值化處理得到所述防水層的二值圖像；
[0008]對所述二值圖像進行邊緣檢測得到兩條目標線條；
[0009]根據兩條所述目標線條上像素點之間的距離計算得到所述防水層的厚度。
[0010]其中一個實施例中，所述根據所述B超圖像中像素點的RGB分布特性對所述B超圖像進行二值化處理的步驟之前還包括:
[0011]根據所述B超圖像中像素點的RGB分布特性對所述B超圖像進行降噪濾波、圖像增強處理。
[0012]其中一個實施例中，所述根據兩條所述目標線條上像素點之間的距離計算得到所述防水層的厚度的步驟具體包括:
[0013]分別採集兩條所述目標線條上的兩個像素點作為第一組像素點，計算所述第一組像素點之間的像素點距，根據所述像素點距及預設的B超圖像的縮放比例計算得到所述防水層的厚度。
[0014]其中一個實施例中，在兩條所述目標線條不同位置處的相對方向上採集多組像素點，根據多組像素點之間的多個像素點距，採用平均值算法計算得到平均像素點距，根據所述平均像素點距及預設的B超圖像的縮放比例計算得到所述防水層的厚度。
[0015]其中一個實施例中，所述對所述二值圖像進行邊緣檢測得到兩條目標線條，包括以下步驟:
[0016]採用計算機對所述二值圖像的邊緣進行降噪與增強處理；
[0017]採用線性擬合方式，對所述邊緣分別擬合兩條平行的目標線條；
[0018]並且，分別採集兩條所述目標線條上的兩個像素點作為第一組像素點，所述兩個像素點位於同一根與兩條平行的所述目標線條相垂直的直線上。
[0019]其中一個實施例中，在所述線性擬合中，忽略離散係數大於30%的數據。
[0020]一種基於B超的防水層厚度檢測裝置，包括:
[0021]圖像採集單元，用於通過B超對所述防水層進行掃描得到所述防水層的B超圖像；
[0022]圖像處理單元，用於根據所述B超圖像中像素點的RGB分布特性對所述B超圖像進行二值化處理得到所述防水層的二值圖像；
[0023]邊緣檢測單元，用於對所述二值圖像進行邊緣檢測得到兩條目標線條；
[0024]厚度計算單元，用於根據兩條所述目標線條上像素點之間的距離計算得到所述防水層的厚度。
[0025]其中一個實施例中，所述圖像處理單元還用於根據所述B超圖像中像素點的RGB分布特性對所述B超圖像進行降噪濾波、圖像增強處理。
[0026]其中一個實施例中，所述厚度計算單元具體用於各採集兩條所述目標線條上的兩個像素點作為第一組像素點，計算所述第一組像素點之間的像素點距，根據所述像素點距及預設的B超圖像的縮放比例計算得到所述防水層的厚度。
[0027]其中一個實施例中，還包括:平均值計算單元，用於在兩條所述目標線條不同位置處的相對方向上採集多組像素點，根據多組像素點之間的多個像素點距，採用平均值算法計算得到平均像素點距，根據所述平均像素點距及預設的B超圖像的縮放比例計算得到所述防水層的厚度。
[0028]上述基於B超的防水層厚度檢測方法及其裝置無需採用穿刺、切割等破壞性操作即能夠實現對防水層的厚度及均勻性進行精度準、效率高的檢測。上述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1為本發明一較佳實施例的基於B超的防水層厚度檢測方法的步驟流程圖；
[0030]圖2為防水層的二值圖像示意圖；
[0031]圖3為圖2所示防水層的二值圖像經過邊緣檢測得到的兩條目標線條示意圖；
[0032]圖4為本發明一較佳實施例的基於B超的防水層厚度檢測裝置的結構框圖。
【具體實施方式】
[0033]如圖1所示，其為本發明一較佳實施例的基於B超的防水層厚度檢測方法的步驟流程圖，包括:
[0034]步驟S110，通過B超對所述防水層進行掃描得到所述防水層的B超圖像。
[0035]步驟S130，根據所述B超圖像中像素點的RGB分布特性對所述B超圖像進行二值化處理得到所述防水層的二值圖像。
[0036]步驟S150，對所述二值圖像進行邊緣檢測得到兩條目標線條。
[0037]步驟S170，根據兩條所述目標線條上像素點之間的距離計算得到所述防水層的厚度。
[0038]B超常用於醫學診斷領域，是一種基於超聲波的醫學影像學診斷技術，任何頻率超過人耳能聽到的範圍的聲波都可稱為「超聲波」。超聲頻率的選擇是對影像的空間解析度和患者探查深度的折中，典型的超聲頻率採用的頻率範圍為2至13兆赫。
[0039]B超檢測設備壓電換能器的相位陣列用於產生短而強的聲音脈衝並聚焦成超聲波。壓電換能器通常封裝在B超檢測設備的探頭中。
[0040]本發明之基於B超的防水層厚度檢測方法根據B超成像原理，利用探頭對防水層中預設區域進行掃描，當超聲波在防水層中傳播遇到其上、下物理表面時，由於聲波阻抗的差異而產生反射，在生成的B超圖像中呈現出兩條反射條紋，無需對防水層進行穿孔、切割等破壞性的厚度檢測。
[0041]聲波傳播實質上為介質偏離平衡態的小擾動的傳播，而聲波阻抗又稱為聲阻抗或音阻，即為將介質位移所需克服的阻力，被廣泛定義為介質密度與聲速的乘積。由於常用的作為防水層的材料，例如:防水塗料和防水卷材的介質密度遠遠大於空氣的密度，或者與塗刷或粘貼了上述防水層的物體的介質密度差異較大，因此超聲波在防水層的上、下物理表面能夠產生較強的反射。
[0042]如圖2所示，其為防水層的二值圖像示意圖，包括二值反射條紋210、二值反射條紋220以及二值反射條紋210和220之間的二值防水層230。該二值圖像是根據上述B超圖像中像素點的RGB分布特性對所述B超圖像進行二值化處理得到的。
[0043]二值化處理是圖像分割的一種方法，是指把圖像中大於某個臨界灰度值的像素灰度設為灰度極大值，把小於這個臨界灰度值的像素灰度設為灰度極小值，從而實現圖像的二值化。其中，根據選取的閾值即臨界灰度值的不同，二值化處理方法分為固定閾值法和自適應閾值法。比較常用的二值化處理方法則有:雙峰算法、P參數算法、迭代算法和大津算法等。
[0044]二值圖像是指圖像中每個像素只有兩個可能值的數字圖像，也表示每個像素只有一個採樣值的任何圖像，例如灰度圖像等。人們經常用黑白兩色表示二值圖像，並以位圖格式存儲。
[0045]二值圖像經常出現在數字圖像處理領域如圖像掩碼、圖像分割、二值化和dithering的結果中。一些輸入輸出設備，如雷射印表機、傳真機、單色計算機顯示器等都可以處理二值圖像。
[0046]由於圖2中二值反射條紋210和二值反射條紋220之間Y軸方向上的像素距離正比於防水層的所述預設區域的厚度，需要對二值反射條紋210和二值反射條紋220之間Y方向上的像素距離進行測量，然而，二值反射條紋210以及二值反射條紋220的寬度較大，無法準確測量兩者之間的像素距離，需要對圖2所示的二值圖像進行邊緣檢測，用以得到圖3中所示的分別對應於二值反射條紋210和二值反射條紋220的目標線條310和目標線條 320。
[0047]邊緣檢測是圖像處理和計算機視覺中的基本問題，主要用於數字圖像中特徵點的提取，其目的是標誌數字圖像中亮度變化明顯的點。圖像屬性中的顯著變化通常反映了其屬性的重要事件和變化。例如:深度上的不連續、表面方向不連續、物質屬性變化和場景照明變化等。
[0048]圖像邊緣檢測大幅度地減少了數據量，並且剔除了認為不相關的信息，保留了圖像重要的結構屬性。邊緣檢測的方法可以劃分為兩類:基於查找和基於零穿越。基於查找的方法是指通過尋找圖像一階導數中的最大和最小值來檢測邊界，通常是把邊界定位在梯度最大的方向。基於零穿越的方法是指通過尋找圖像二階導數零穿越來尋找邊界，通常是將Laplacian過零點或者非線性差分表示的過零點。
[0049]圖2中二值防水層230與二值反射條紋210以及二值反射條紋220各有一個典型的邊界，即二值防水層230分別與反射條紋210以及二值反射條紋220沿X軸方向的亮度變化明顯的點連接而成的兩條邊界線。
[0050]圖3中的目標線條310和目標線條320即為所述沿X軸方向的亮度變化明顯的點連接而成的兩條邊界線，目標線條310與目標線條320之間沿Y軸方向上的像素距離正比於防水層的的厚度，因此可以根據兩條所述目標線條上像素點之間的距離計算得到所述防水層的所述預設區域的厚度，具體步驟包括:
[0051]各採集兩條目標線條310和320上沿Y軸方向的A和B兩個像素點作為第一組像素點，計算第一組像素點之間的像素點距dl，根據像素點距dl及預設的B超圖像的縮放比例計算得到所述防水層的所述預設區域的厚度。
[0052]實際上，被測厚度的防水層的上、下物理表面不一定是相互平行的，有可能呈微小的夾角，在圖3中則表現為目標線條310和目標線條320並不相互平行。基於上述可能不平行的情況，在實際測量中，將目標線條310和目標線條320中的任意一條調整為與X軸大致平行，例如，本實施例的圖3中所示，將目標線條320調整為與X軸平行。
[0053]首先在目標線條320上選取任意一個像素點B，然後以像素點B為基點，沿Y軸方向查找到目標線條310上的像素點A，使得像素點A與像素點B的連線大致垂直於目標線條320，進而計算像素點B至像素點A之間的像素點距dl，最後根據像素點距dl及預設的B超圖像的縮放比例計算得到所述防水層的所述預設區域的厚度。
[0054]眾所周知，實際物體的幾何尺寸，例如長度、寬度、面積等映射到圖像中時會按照預設的縮放比例進行了放大或縮小。本實施例中，假設預設的B超圖像的縮放比例為50，則所述防水層的所述預設區域的厚度為50*dl。
[0055]為了避免因測量一組像素點之間像素點距所造成的系統誤差，更優的，在目標線條320和目標線條310不同位置處的沿Y軸方向上採集多組像素點，根據多組像素點之間的多個像素點距，如如圖3中所示的像素點距d2和像素點距d3，採用平均值算法計算得到平均像素點距，根據所述平均像素點距及預設的B超圖像的縮放比例計算得到所述防水層的所述預設區域的厚度。
[0056]在其它實施例中，為了比較全面、準確獲取防水層的厚度信息，不限於對防水層的所述預設區域的厚度進行測量，選取防水層上的多個區域進行厚度測量，從而能夠更加全面、準確的評估防水層的平均厚度以及防水層的厚度均勻性，相比於穿刺法進行厚度檢測效率顯著提高。
[0057]實際上，常用的防水層的材料，例如:防水塗料和防水卷材中往往摻雜有一定比例的雜質，導致其密度不均勻，使得超聲波在防水層內部發生的反射強度不同，反映到圖2所示防水層的二值圖像中，二值防水層230會出現一些雜波像素點，容易與二值反射條紋210和220的像素點混淆，對後續的邊緣檢測造成極大的幹擾，邊緣檢測結果不準確。因此，在其它實施例中，根據B超圖像中像素點的RGB分布特性對B超圖像進行二值化處理之前還包括:根據B超圖像中像素點的RGB分布特性對B超圖像進行降噪濾波、圖像增強處理。
[0058]圖像增強用於增強圖像中的有用信息，它可以是一個失真的過程，其目的是改善圖像的視覺效果，針對給定圖像的應用場合，有目的地強調圖像的整體或局部特性，將原來不清晰的圖像變得清晰或強調某些感興趣的特徵，擴大圖像中不同物體特徵之間的差別，抑制不感興趣的特徵，使之改善圖像質量、豐富信息量，加強圖像判讀和識別效果，滿足某些特殊分析的需要。
[0059]圖像增強可分成兩大類:頻率域法和空間域法。頻率域法把圖像作為一種二維信號，對其進行基於二維傅立葉變換的信號增強。採用低通濾波(即只讓低頻信號通過)法，去掉圖中的噪聲；採用高通濾波法，增強邊緣等高頻信號，使模糊的圖片變得清晰。空間域法中具有代表性的算法有局部求平均值法和中值濾波(取局部鄰域中的中間像素值)法等，用於去除或減弱噪聲。
[0060]在其它實施例中，所述對所述二值圖像進行邊緣檢測得到兩條目標線條，包括以下步驟:
[0061]採用計算機對所述二值圖像的邊緣進行降噪與增強處理；
[0062]採用線性擬合方式，對所述邊緣分別擬合兩條平行的目標線條；
[0063]並且，分別採集兩條所述目標線條上的兩個像素點作為第一組像素點，所述兩個像素點位於同一根與兩條平行的所述目標線條相垂直的直線上。
[0064]其中，所述線性擬合中，忽略離散係數大於30%的數據。
[0065]又如，所述對所述二值圖像進行邊緣檢測得到兩條目標線條，包括以下步驟:採用計算機對所述二值圖像的邊緣進行降噪與增強處理；判斷是否能夠採用線性擬合方式對所述邊緣分別擬合兩條平行的目標線條，是則採用線性擬合方式，對所述邊緣分別擬合兩條平行的目標線條，否則判斷是否能夠採用線性擬合方式對所述邊緣分別擬合兩條目標線條，是則採用線性擬合方式，對所述邊緣分別擬合兩條目標線條，否則採用非線性擬合方式，對所述邊緣分別擬合兩條目標線條。
[0066]如圖4所示，其為本發明一較佳實施例的基於B超的防水層厚度檢測裝置的結構框圖，包括:
[0067]圖像採集單元410，用於通過B超對所述防水層進行掃描得到所述防水層的B超圖像；
[0068]圖像處理單元430，用於根據所述B超圖像中像素點的RGB分布特性對所述B超圖像進行二值化處理得到所述防水層的二值圖像；
[0069]邊緣檢測單元450，用於對所述二值圖像進行邊緣檢測得到兩條目標線條；
[0070]厚度計算單元470，用於根據兩條所述目標線條上像素點之間的距離計算得到所述防水層的厚度。
[0071]在其它實施例中，所述圖像處理單元430還用於根據所述B超圖像中像素點的RGB分布特性對所述B超圖像進行降噪濾波、圖像增強處理。
[0072]所述厚度計算單元470具體用於各採集兩條所述目標線條上的兩個像素點作為第一組像素點，計算所述第一組像素點之間的像素點距，根據所述像素點距及預設的B超圖像的縮放比例計算得到所述防水層的厚度。
[0073]在其它實施例中，基於B超的防水層厚度檢測裝置還包括:平均值計算單元，用於在兩條所述目標線條不同位置處的相對方向上採集多組像素點，根據多組像素點之間的多個像素點距，採用平均值算法計算得到平均像素點距，根據所述平均像素點距及預設的B超圖像的縮放比例計算得到所述防水層的厚度。
[0074]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種基於B超的防水層厚度檢測方法，其特徵在於，包括如下步驟: 通過B超對所述防水層進行掃描得到所述防水層的B超圖像； 根據所述B超圖像中像素點的RGB分布特性對所述B超圖像進行二值化處理得到所述防水層的二值圖像； 對所述二值圖像進行邊緣檢測得到兩條目標線條； 根據兩條所述目標線條上像素點之間的距離計算得到所述防水層的厚度。
2.根據權利要求1所述的基於B超的防水層厚度檢測方法，其特徵在於，所述根據所述B超圖像中像素點的RGB分布特性對所述B超圖像進行二值化處理的步驟之前還包括: 根據所述B超圖像中像素點的RGB分布特性對所述B超圖像進行降噪濾波、圖像增強處理。
3.根據權利要求1所述的基於B超的防水層厚度檢測方法，其特徵在於，所述根據兩條所述目標線條上像素點之間的距離計算得到所述防水層的厚度的步驟具體包括: 分別採集兩條所述目標線條上的兩個像素點作為第一組像素點，計算所述第一組像素點之間的像素點距，根據所述像素點距及預設的B超圖像的縮放比例計算得到所述防水層的厚度。
4.根據權利要求3所述的基於B超的防水層厚度檢測方法，其特徵在於，在兩條所述目標線條不同位置處的相對方向上採集多組像素點，根據多組像素點之間的多個像素點距，採用平均值算法計算得到平均像素點距，根據所述平均像素點距及預設的B超圖像的縮放比例計算得到所述防水層的厚度。
5.根據權利要求3所述的基於B超的防水層厚度檢測方法，其特徵在於，所述對所述二值圖像進行邊緣檢測得到兩條目標線條，包括以下步驟: 採用計算機對所述二值圖像的邊緣進行降噪與增強處理； 採用線性擬合方式，對所述邊緣分別擬合兩條平行的目標線條； 並且，分別採集兩條所述目標線條上的兩個像素點作為第一組像素點，所述兩個像素點位於同一根與兩條平行的所述目標線條相垂直的直線上。
6.根據權利要求5所述的基於B超的防水層厚度檢測方法，其特徵在於，在所述線性擬合中，忽略離散係數大於30%的數據。
7.一種基於B超的防水層厚度檢測裝置，其特徵在於，包括: 圖像採集單元，用於通過B超對所述防水層進行掃描得到所述防水層的B超圖像；圖像處理單元，用於根據所述B超圖像中像素點的RGB分布特性對所述B超圖像進行二值化處理得到所述防水層的二值圖像； 邊緣檢測單元，用於對所述二值圖像進行邊緣檢測得到兩條目標線條； 厚度計算單元，用於根據兩條所述目標線條上像素點之間的距離計算得到所述防水層的厚度。
8.根據權利要求7所述的基於B超的防水層厚度檢測裝置，其特徵在於， 所述圖像處理單元還用於根據所述B超圖像中像素點的RGB分布特性對所述B超圖像進行降噪濾波、圖像增強處理。
9.根據權利要求8所述的基於B超的防水層厚度檢測裝置，其特徵在於，所述厚度計算單元具體用於各採集兩條所述目標線條上的兩個像素點作為第一組像素點，計算所述第一組像素點之間的像素點距，根據所述像素點距及預設的B超圖像的縮放比例計算得到所述防水層的厚度。
10.根據權利要求9所述的基於B超的防水層厚度檢測裝置，其特徵在於，還包括: 平均值計算單元，用於在兩條所述目標線條不同位置處的相對方向上採集多組像素點，根據多組像素點之間的多個像素點距，採用平均值算法計算得到平均像素點距，根據所述平均像素點距 及預設的B超圖像的縮放比例計算得到所述防水層的厚度。
【文檔編號】G01B17/02GK104034288SQ201410281147
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月20日 優先權日:2014年6月20日
【發明者】何濤, 王新佔, 龔力, 吳慶華, 夏明安, 朱亞超 申請人:廣東成松科技發展有限公司, 惠州湖工成松防水技術研發有限公司