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DE102007031215A1 - Welding seam inspection method for use during building of car body, in automobile industry, involves using thermal image to detect and evaluate welding seam with respect to different types of defects - Google Patents

Welding seam inspection method for use during building of car body, in automobile industry, involves using thermal image to detect and evaluate welding seam with respect to different types of defects Download PDF

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DE102007031215A1
DE102007031215A1 DE200710031215 DE102007031215A DE102007031215A1 DE 102007031215 A1 DE102007031215 A1 DE 102007031215A1 DE 200710031215 DE200710031215 DE 200710031215 DE 102007031215 A DE102007031215 A DE 102007031215A DE 102007031215 A1 DE102007031215 A1 DE 102007031215A1
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DE
Germany
Prior art keywords
thd
image
bot
intensity
bgrd
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200710031215
Other languages
German (de)
Inventor
Roman Dr.-Ing. Louban
Peter Dr. Stolz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DCG Systems GmbH
Original Assignee
Thermosensorik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thermosensorik GmbH filed Critical Thermosensorik GmbH
Priority to DE200710031215 priority Critical patent/DE102007031215A1/en
Priority to JP2010513784A priority patent/JP5305272B2/en
Priority to EP08784603A priority patent/EP2162734A1/en
Priority to PCT/EP2008/005429 priority patent/WO2009003702A1/en
Priority to US12/667,683 priority patent/US8471207B2/en
Priority to RU2009146864/28A priority patent/RU2464551C2/en
Priority to KR1020107001239A priority patent/KR20100054783A/en
Publication of DE102007031215A1 publication Critical patent/DE102007031215A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/0002Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004Industrial image inspection

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

The method involves establishing a feature vector that represents a time profile of heat flows (11-13). The feature vector is used to ascertain two characteristic thermal images, which corresponds to minimum heat flow and maximum heat flow, respectively, through an object under test, from a series of thermal images. One of the thermal images is used for defect types, to detect and evaluate the welding seam with respect to different types of defects, where the characteristic thermal images serve as references for determining a suitable thermal image for the defect types.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die zerstörungsfreien, bildgebenden Prüfungsmethoden eines Objektes, z. B. Thermographie, Röntgen, Ultraschall- oder HDR-Untersuchung. Bei diesen Methoden wird die entsprechende Strahlung in Form eines Bildes mit einer Infrarot-, Röntgen- bzw. High-Dynamic-Range-Kamera oder einem Ultraschallgerät erfasst, zu einer Recheneinheit weiter übertragen und dort manuell oder mittels Bildverarbeitung ausgewertet.Especially The invention relates to nondestructive, imaging Testing methods of an object, eg. B. Thermography, X-ray, ultrasound or HDR examination. In these methods, the appropriate Radiation in the form of an image with an infrared, X-ray or high-dynamic-range camera or an ultrasound device, transferred to a processing unit and there manually or evaluated by image processing.

Dabei kann allein die Thermografie die Ergebnisbilder von verschiedensten Typen liefern, wobei beispielsweise ein Thermobild oder ein Amplituden- bzw. Phasenbild gewonnen wird ( Theory and Practice of Infrared Technology for Nondestructive Testing/Xavier P.V. Maldague. – Jonh Wiley & Sons, Inc., 2001 ). Somit weisen die mit verschiedener Technik gewonnenen Bilder je nach Erzeugungsart und Ergebnistyp ganz unterschiedliche Dynamiken auf. Diese liegen beispielsweise im Wertebereich von 4096 bis 65536 Grauwertstufen, was einer Intensitätsauflösung von 12 bis 16 Bit entspricht, und können dabei sowohl positive als auch negative Werte aufweisen. Damit unterscheiden sich die oben beschriebene Bilder maßgeblich von einem 8 Bit-Dynamik-Bild, das sich bekanntlich für eine visuelle Kontrolle dessen Inhaltes etabliert hat. Dies spielt z. B. die entscheidende Rolle bei der Einstellung eines Bildverarbeitungssystems, das Schritt für Schritt parametriert werden soll, wobei alle diese Schritte von einem Bediener visuell kontrolliert werden.The thermography alone can provide the result images of various types, for example, a thermal image or an amplitude or phase image is obtained ( Theory and Practice of Infrared Technology for Nondestructive Testing / Xavier PV Maldague. - Jonh Wiley & Sons, Inc., 2001 ). Thus, the images obtained with different techniques have very different dynamics depending on the type of generation and the type of result. These lie, for example, in the value range from 4096 to 65536 gray scale levels, which corresponds to an intensity resolution of 12 to 16 bits, and can have both positive and negative values. Thus, the images described above differ significantly from an 8-bit dynamic image, which is well known for a visual control of its content has established. This plays z. For example, the key role in setting up an image processing system is to be parameterized step by step, with all of these steps being visually controlled by an operator.

Um Bilder mit verschiedenen Dynamikbereichen begutachten und visuell miteinander vergleichen zu können, braucht man ein Verfahren, mit dem ein Bild in die gewünschte Dynamik adäquat zu seinem Inhalt umgewandelt werden kann. Bei einer industriellen Anwendung dieses Verfahrens ist zu beachten, dass eine automatische Umwandlung der Bilddynamik mit einer wiederholbar hohen Qualität gewährleistet wird. Normalerweise wird ein gewonnenes hochdynamisches (z. B. 12–16 Bit) Bild in ein für die Bildverarbeitung übliches 8 Bit-Bild umgewandelt.Around Review images with different dynamic ranges and visually to be able to compare with each other, one needs a procedure with which a picture in the desired dynamics adequately can be converted to its content. In an industrial Application of this procedure is to be noted that an automatic Conversion of image dynamics ensured with a repeatable high quality becomes. Normally a won highly dynamic (eg 12-16 Bit) picture in a usual image processing 8 bit image converted.

Als Stand der Technik hat sich ein Verfahren zur Dynamikumwandlung eines Bildes auf der Basis von zwei Schwellwerten etabliert. Diese absoluten Schwellwerte grenzen auf verschiedene Art und Weise einen Intensitätsbereich aus dem ganzen Spektrum eines hochdynamischen Bildes ab ( High-Dynamic-Range (HDR) Vision/Berndt Höfflinger. – Springer, 2006, S. 110–113 ). Die erfassten Intensitätswerte werden dann in einem geringeren Dynamikbereich von typischerweise 8 Bit umgewandelt. Dabei kann sowohl eine lineare (Stretch-Modus) als auch eine nicht-lineare (z. B. Rec. 709-Modus) Dynamikumwandlung erfolgen. Die einfachste und bekannteste Methode, eine solche Dynamikumwandlung durchzuführen, besteht darin, den minimalen und den maximalen Intensitätswert des Bildes als unteren und oberen Schwellwert einzusetzen. Damit wird der ganze Intensitätsbereich des aufgenommenen Bildes für die Dynamikumwandlung dieses Bildes verwendet. Die benötigten absoluten Schwellwerte können auch empirisch festgelegt und für alle weiteren Aufnahmen verwendet werden. Dieses Verfahren führt jedoch dazu, dass einzelne Ausreißerpixel ein falsches Ergebnis verursachen.As prior art, a method for dynamically converting an image based on two thresholds has been established. These absolute thresholds variously delineate an intensity range from the entire spectrum of a highly dynamic image ( High Dynamic Range (HDR) Vision / Berndt Höfflinger. - Springer, 2006, pp. 110-113 ). The detected intensity values are then converted to a lower dynamic range of typically 8 bits. Both a linear (stretch mode) and a non-linear (eg Rec. 709 mode) dynamic conversion can take place. The simplest and best known method of performing such a dynamic transformation is to use the minimum and maximum intensity values of the image as the lower and upper thresholds. This will use the entire intensity range of the captured image for the dynamic transformation of this image. The required absolute thresholds can also be determined empirically and used for all further recordings. However, this method causes individual outlier pixels to cause a false result.

Ferner ist eine weitere Methode bekannt, die eine Dynamikumwandlung eines Bildes auf der Basis seines Histogramms durchführt. Bei diesem als CatEye bekannten Verfahren wird die Transformationsfunktion für die Intensitätsumwandlung eines Bildes allein aus der Häufigkeitsverteilung der Intensitätswerte des Ursprungsbildes berechnet. Dies bedeutet jedoch ein starres Umwandlungsverfahren, welches bei einer ständig variierenden Bildszene versagt.Further Another method is known which involves a dynamic transformation of a Image on the basis of its histogram. at This method, known as CatEye, becomes the transformation function for the intensity conversion of an image alone from the frequency distribution of the intensity values of the original image. However, this means a rigid one Conversion method, which in a constantly varying Image scene fails.

Bei einer weiteren Modifikation dieses Verfahrens, bekannt als CatEye2, wird ein Intensitätsbereich gebildet, der sich von dem niedrigsten bzw. von dem höchsten Intensitätswert, den das aufgenommene Bild aufweist, mit dem unteren Grenzwert Ibot_thd bzw. dem oberen Grenzwert Ftop_thd abgrenzt. Diese Grenzwerte können dynamisch aus dem berechneten Histogramm ermittelt werden, wobei sie einen vordefinierten charakteristischen Flächenanteil Fbot_thd bzw. Ftop_thd der ganzen Histogrammfläche von unten bzw. von oben abschneiden. Bei diesem Verfahren beziehen sich jedoch die charakteristischen Flächenanteile Fbot_thd bzw. Ftop_thd undifferenziert auf den ganzen Inhalt des aufgenommenen Bildes, inklusive unterschiedliche Störungen, sogenannte „Tote Pixel" und verschiedene Artefakte. Dies führt dazu, dass die Intensitätsbereiche, die mindestens einem zu untersuchenden Objekt bzw. dem Hintergrund entsprechen, falsch abgeschnitten werden. Damit wird die Dynamikumwandlung des aufgenommenen Bildes folglich auch ein falsches Ergebnis darstellen. Darüber hinaus liefert das CatEye2-Verfahren Ergebnisse, die von dem Größenverhältnis des zu untersuchenden Objektes zu seinem Hintergrund abhängig sind.In a further modification of this method, known as CatEye2, an intensity range is formed which delimits from the lowest or the highest intensity value that the captured image has, with the lower limit value I bot_thd or the upper limit value F top_thd . These limit values can be determined dynamically from the calculated histogram, wherein they cut off a predefined characteristic area fraction F bot_thd or F top_thd of the entire histogram area from below or from above. In this method, however, the characteristic area fractions F bot_thd and F top_thd undifferentiatedly relate to the entire content of the recorded image, including different perturbations, so-called "dead pixels" and various artifacts, which results in the intensity areas corresponding to at least one subject being examined Therefore, the dynamic transformation of the captured image will also be a false result, and the CatEye2 method will produce results that depend on the size of the object being examined and its background.

Die Dynamik eines Bildes, auf dem sich mindestens ein zu untersuchendes Objekt auf einem Hintergrund befindet, soll so umgewandelt werden, dass sein Inhalt auf dem neuen Bild auch möglichst adäquat dargestellt wird. D. h., dass aus dem Inhalt des aufgenommenen Bildes die informationsrelevanten Intensitätsbereiche ermittelt werden, die zusammen eine informationsrelevante Basis des Bildinhaltes bilden, die dazu benutzt wird, die aufgenommenen Objekte auf ihrem Hintergrund, inklusive ihrer charakteristischen Merkmale, wie ihrer Kante, Struktur, sowie Form und Größe, auf dem umgewandelten Bild unverzerrt darstellen zu können.The dynamics of an image on which at least one object to be examined is located on a background should be converted so that its content is displayed as adequately as possible on the new image. This means that the information-relevant intensity ranges are determined from the content of the recorded image, which together form an information-relevant basis of the image content It is used to represent the recorded objects on their background, including their characteristic features, such as their edge, structure, as well as form and size, undistorted on the converted image.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur adaptiven Dynamikumwandlung eines Bildes zu schaffen, in dem der Inhalt eines in einer Dynamik aufgenommenen Bildes adäquat in einer anderen Dynamik dargestellt wird. Darüber hinaus soll das Verfahren sich zu den verschiedenen Aufnahme- und Auswertemethoden angepasst verhalten. Außerdem sollte es sich flexibel einstellen lassen. Hiermit wird sich dieses Verfahren als universell und zuverlässig ausweisen.outgoing This is the object of the invention, a method to create an adaptive dynamic transformation of an image in which the Content of a picture taken in a dynamic adequate presented in a different dynamic. Furthermore the procedure should be adapted to the different recording and evaluation methods behavior. It should also be flexible to let. This will make this process as universal and reliable identify.

Die Lösung des Problems ergibt sich durch die Merkmale der Patentansprüche 1 bis 7.The Solution to the problem arises from the characteristics of Claims 1 to 7.

Gemäß Anspruch 1 sieht das Verfahren zur adaptiven Dynamikumwandlung eines Bildes die Berechnung seines Histogramms vor. Aus dem Histogramm wird der Intensitätsbereich, der mindestens einem zu untersuchenden Objekt entspricht, sowie der Intensitätsbereich, der dem Hintergrund entspricht, ermittelt. Von jedem dieser Intensitätsbereiche wird der entsprechende gesamte Flächeninhalt, der zwischen der Histogrammkurve und der Intensitäts-Achse liegt, berechnet. Danach werden die absoluten Grenzwerte Iobj_bot_thd und Iobj_top_thd für den Intensitätsbereich, der mindestens einem zu untersuchenden Objekt entspricht, sowie die absoluten Grenzwerte Ibgrd_bot_thd und Ibgrd_top_thd für den Intensitätsbereich, der dem Hintergrund entspricht, ermittelt. Diese Grenzwerte grenzen in jedem Intensitätsbereich seinen informationsrelevanten Anteil ab, wobei sie von jedem Intensitätsbereich jeweils einen lokalen Intensitätsbereich von unten bzw. von oben abschneiden. Die abgeschnittenen lokalen Intensitätsbereiche, die den charakteristischen Flächenanteil Fbot_thd bzw. Ftop_thd besitzen, weisen einzelne Ausreißerpixel, Extremintensitätswerte bzw. zufällige Rauschwerte auf. Somit wird die informationsrelevante Basis des Inhaltes des aufgenommenen Bildes ermittelt und die außerhalb von ihr liegenden Ausreißerpixel werden keinen negativen Einfluss auf die Dynamikumwandlung dieses Bildes ausüben.According to claim 1, the method for the adaptive dynamic transformation of an image provides for the calculation of its histogram. From the histogram, the intensity range corresponding to at least one object to be examined and the intensity range corresponding to the background are determined. From each of these intensity ranges, the corresponding total area that lies between the histogram curve and the intensity axis is calculated. Then the absolute limits I obj_bot_thd and I obj_top_thd for the intensity range corresponding to at least one object to be examined and the absolute limits I bgrd_bot_thd and I bgrd_top_thd for the intensity range corresponding to the background are determined. These limit values delimit their information-relevant portion in each intensity range, whereby they separate a local intensity range from below or from above for each intensity range. The truncated local intensity regions having the characteristic area fraction F bot_thd and F top_thd , respectively, have individual outlier pixels, extreme intensity values, and random noise values, respectively. Thus, the information-relevant basis of the content of the recorded image is determined and the outlier pixels lying outside it will not exert any negative influence on the dynamic transformation of this image.

Da die berechnete Histogrammkurve als eine Kombination von den entsprechenden Normalverteilungsdichten nach Gauß von den zu untersuchenden Objekten und ihrem Hintergrund sowie den aufgetretenen Störungen betrachtet werden kann ( Digitale Bildverarbeitung/Bernd Jähne. – 4. Aufl. – Berlin, Heidelberg, etc.: Springer, 1997 ), können die charakteristischen Flächenanteile Fbot_thd und Ftop_thd mit einem Wert des Wahrscheinlichkeitsintegrals der Normalverteilung nach Gauß verglichen werden ( Mathematical Handbook/Granio A. Korn, Theresa M. Korn. – McGraw-Hill Book Company. New York, 1968 ). Damit können sie im Allgemeinfall jeweils einen 2,5%-Anteil darstellen. So wird der restliche Flächeninhalt jedes Intensitätsbereiches erfindungsgemäß einen industrietauglichen Wert von 0,95 ausweisen. Bei einem konkreten System können jedoch gemäß Anspruch 2 die passenden Größen der charakteristischen Flächenanteile Fbot_thd und Ftop_thd, deren Werte im Bereich [0–0,5] liegen, erfahrungsgemäß festgelegt werden. Somit wird eine sichere Erfassung der informationsrelevanten Basis des Inhaltes des aufgenommenen Bildes gewährleistet.Since the calculated histogram curve can be considered as a combination of the corresponding Gauss normal distribution densities of the objects to be examined and their background as well as the interferences that have occurred ( Digital Image Processing / Bernd Jähne. - 4th edition - Berlin, Heidelberg, etc .: Springer, 1997 ), the characteristic surface fractions F bot_thd and F top_thd can be compared with a value of the probability integral of the normal distribution according to Gauss ( Mathematical Handbook / Granio A. Korn, Theresa M. Korn. - McGraw-Hill Book Company. New York, 1968 ). In general, they can each represent a 2.5% share. Thus, according to the invention, the remaining surface area of each intensity range will have an industrially acceptable value of 0.95. In a specific system, however, according to claim 2, the suitable sizes of the characteristic surface portions F bot_thd and F top_thd whose values are in the range [0-0.5] can be determined according to experience. Thus, a secure acquisition of the information-relevant basis of the content of the recorded image is guaranteed.

Gemäß Anspruch 3 werden die Größen der charakteristischen Flächenanteile Fbot_thd und Ftop_thd unabhängig voneinander festgelegt. Dies wird eine flexible und sichere Ermittlung der informationsrelevanten Basis des aufgenommenen Bildes erlauben.According to claim 3, the sizes of the characteristic surface portions F bot_thd and F top_thd are set independently of each other. This will allow a flexible and secure determination of the information-relevant base of the captured image.

Aus gleichem Grund werden gemäß Anspruch 4 die Größen der charakteristischen Flächenanteile Fbot_thd und Ftop_thd für den Intensitätsbereich, der mindestens einem zu untersuchenden Objekt entspricht, als Fobj_bot_thd und Fobj_top_thd sowie für den Intensitätsbereich, der dem Hintergrund entspricht, als Fbgrd_bot_thd und Fbgrd_top_thd für jeden dieser Intensitätsbereiche unabhängig voneinander festgelegt.For the same reason, according to claim 4, the magnitudes of the characteristic area components F bot_thd and F top_thd for the intensity area corresponding to at least one object to be examined are F obj_bot_thd and F obj_top_thd and for the intensity area corresponding to the background, F bgrd_bot_thd and F bgrd_top_thd is set independently for each of these intensity ranges .

Gemäß Anspruch 5 werden der Intensitätsbereich, der mindestens einem zu untersuchenden Objekt entspricht, und der Intensitätsbereich, der dem Hintergrund entspricht, auf dem Histogramm des aufgenommenen Bildes mit Hilfe morphologischer Filter ermittelt. Dies gewährleistet, dass die entsprechenden Intensitätsbereiche des Histogramms in seinem Gesamtverlauf und damit unabhängig von den zufälligen Störungen einwandfrei detektiert und korrekt ausgewertet werden.According to claim 5, the intensity range, which is at least one corresponding to the examining object, and the intensity range, which corresponds to the background, on the histogram of the recorded Image determined using morphological filter. This ensures that the corresponding intensity ranges of the histogram in its overall course and thus independent of the random ones Malfunctions detected correctly and evaluated correctly become.

Gemäß Anspruch 6 kann das Histogramm, aus dem die informationsrelevante Basis des Inhaltes des aufgenommenen Bildes berechnet wird, aus einem bzw. mehreren zu untersuchenden Bereichen dieses Bildes gebildet werden. Damit wird eine gezielte und präzise Erfassung mindestens eines zu untersuchenden Objektes aus dem ganzen umgewandelten Bild gewährleistet.According to claim 6 can be the histogram from which the information base of the Content of the recorded image is calculated, from one or several areas of this image to be examined are formed. This will be a targeted and accurate capture at least of an object to be examined from the whole converted image guaranteed.

Gemäß Anspruch 7 können Bilder, die in verschiedenen Wellenlängenbereichen in einer bzw. in unterschiedlichen Dynamiken aufgenommen sind, in ein Bild gewünschter Dynamik zusammengefasst werden. Dabei wird die Dynamik jedes einzelnen gewonnenen Bildes in die gewünschte Dynamik nach dem vorliegenden Verfahren umgewandelt. Die erzeugten Bilder werden dann mittels bekannter Bildverarbeitungsmethoden zu einem gemeinsamen Bild fusioniert. Das auf diese Weise umgewandelte Bild wird sowohl eine einwandfreie visuelle Kontrolle als auch eine weitere automatische Verarbeitung erlauben.According to claim 7, images which are recorded in different wavelength ranges in one or in different dynamics can be combined into an image of desired dynamics. In doing so, the dynamics of each image obtained are converted into the desired dynamics according to the present method. The generated images are then fused to a common image using known image processing techniques. The image thus converted will allow both proper visual control and further automatic processing ben.

Erfindungsgemäß kann das beschriebene Verfahren sowohl für eine Reduzierung als auch für eine Steigerung der Bilddynamik verwendet werden.According to the invention the method described for both a reduction as well as for an increase in image dynamics become.

Die Einzelheiten der Erfindung sowie ihre weiteren Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile werden in dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel anhand der 1 erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.The details of the invention and its further features, applications and advantages are in the following embodiment with reference to the 1 explained. All described or illustrated features, alone or in any combination form the subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency and regardless of their formulation or representation in the description or in the drawing.

1 zeigt die erfindungsgemäße Ermittlung der absoluten Grenzwerte Ibgrd_bot_thd und Ibgrd_top_thd sowie Iobj_bot_thd und Iobj_top_thd der Intensitätsbetreiche des Histogramms des aufgenommenen Bildes, die mindestens einem zu untersuchenden Objekt sowie dem Hintergrund entsprechen. Diese Grenzwerte dienen als bildspezifische Schwellwerte für die Dynamikumwandlung dieses Bildes. 1 shows the inventive determination of the absolute limits I bgrd_bot_thd and I bgrd_top_thd and I obj_bot_thd and I obj_top_thd the Intensitätsbetreiche the histogram of the recorded image that correspond to at least one object to be examined and the background. These limits serve as image-specific thresholds for the dynamic transformation of this image.

Als Beispiel kann ein hochdynamisches Bild genommen werden, auf dem ein Objekt und sein Hintergrund sowie die auf dem Bild vorhandenen Störungen jeweils ein lokales Häufigkeitsmaximum aufweisen (1). Die hohe Dynamik dieses Bildes soll adäquat zu seinem Inhalt in eine niedrigere Dynamik umgewandelt werden.As an example, a highly dynamic image can be taken on which an object and its background as well as the disturbances present on the image each have a local frequency maximum ( 1 ). The high dynamics of this image should be adequately converted to its content in a lower dynamics.

Trotz der Randbedingungen lässt das Histogramm (1) des aufgenommenen Bildes mit Hilfe der bekannten Bildverarbeitungsmethoden die Intensitätsbetreiche feststellen, die dem zu untersuchenden Objekt sowie seinem Hintergrund entsprechen. Erfindungsgemäß wird diese Analyse mit Hilfe morphologischer Filter durchgeführt und somit eine störungsfreie Auswertung der Histogrammkurve (1) gewährleistet. Von jedem dieser Intensitätsbereiche wird der entsprechende gesamte Flächeninhalt, der zwischen der Histogrammkurve und der Intensitäts-Achse liegt, berechnet. Dann werden in dem Intensitätsbereich (2), der dem zu untersuchenden Objekt entspricht, der untere (4) sowie der obere (5) lokale Intensitätsbereich berechnet, der Störungen bzw. zufällige Rauschwerte enthält. Diese lokalen Intensitätsbereiche werden jeweils einen charakteristischen Flächenanteil Fobj_bot_thd bzw. Fobj_top_thd des Intensitätsbereiches (2) aufweisen. In dem Intensitätsbereich (3), der dem Hintergrund entspricht, werden auf gleicher Weise auch der untere (8) sowie der obere (9) lokale Intensitätsbereich mit entsprechenden charakteristischen Flächenanteilen Fbgrd_bot_thd bzw. Fbgrd_top_thd berechnet. Somit werden absolute Grenzwerte Iobj_bot_thd (6) und Iobj_top_thd (7) sowie Ibgrd_bot_thd (10) und Ibgrd_top_thd (11) dynamisch ermittelt, welche die obengenannten lokalen Intensitätsbereiche (4) und (5) sowie (8) und (9) ausgrenzen. Die zwischen diesen Grenzwerten liegenden Intensitätsbereiche bilden zusammen die informationsrelevante Basis des Inhaltes des aufgenommenen Bildes. Damit wird eine adaptive Dynamikumwandlung dieses Bildes unabhängig von der Bildgewinnungstechnik sowie der Größe des zu untersuchenden Objektes bzw. seines Hintergrundes und den aufgetretenen Störungen gewährleistet, indem der Inhalt des aufgenommenen Bildes adäquat in einer anderen Dynamik dargestellt wird.Despite the boundary conditions, the histogram ( 1 ) of the recorded image using the known image processing methods determine the Intensitäts Betreiche that correspond to the object to be examined and its background. According to the invention, this analysis is carried out with the aid of morphological filters and thus a trouble-free evaluation of the histogram curve (FIG. 1 ) guaranteed. From each of these intensity ranges, the corresponding total area that lies between the histogram curve and the intensity axis is calculated. Then in the intensity range ( 2 ) corresponding to the object to be examined, the lower one ( 4 ) as well as the upper ( 5 ) local intensity range containing noise or random noise values. These local intensity ranges are each given a characteristic area fraction F obj_bot_thd or F obj_top_thd of the intensity range ( 2 ) exhibit. In the intensity range ( 3 ), which corresponds to the background, the lower () 8th ) as well as the upper ( 9 ) local intensity range is calculated with corresponding characteristic area fractions F bgrd_bot_thd and F bgrd_top_thd . Thus absolute limits I obj_bot_thd ( 6 ) and I obj_top_thd ( 7 ) and I bgrd_bot_thd ( 10 ) and I bgrd_top_thd ( 11 ) determines which of the above-mentioned local intensity ranges ( 4 ) and ( 5 ) such as ( 8th ) and ( 9 ). The intensity ranges lying between these limit values together form the information-relevant basis of the content of the recorded image. Thus, an adaptive dynamic transformation of this image is guaranteed regardless of the image acquisition technique and the size of the object to be examined or its background and the interference that occurred by the contents of the recorded image is adequately represented in a different dynamic.

11
Histogrammkurvehistogram curve
22
Intensitätsbereich, der dem zu untersuchenden Objekt entsprichtIntensity range, which corresponds to the object to be examined
33
Intensitätsbereich, der dem Hintergrund entsprichtIntensity range, which corresponds to the background
44
Unterer lokaler Intensitätsbereich in dem Intensitätsbereich (2), der Störungen bzw. zufällige Rauschwerte enthältLower local intensity range in the intensity range ( 2 ), which contains noises or random noise values
55
Oberer lokaler Intensitätsbereich in dem Intensitätsbereich (2), der Störungen bzw. zufällige Rauschwerte enthältUpper local intensity range in the intensity range ( 2 ), which contains noises or random noise values
66
Absoluter unterer Grenzwert des informationsrelevanten Anteils (12) des Intensitätsbereiches (2)Absolute lower limit of the information-relevant share ( 12 ) of the intensity range ( 2 )
77
Absoluter oberer Grenzwert des informationsrelevanten Anteils (12) des Intensitätsbereiches (2)Absolute upper limit of the information-relevant share ( 12 ) of the intensity range ( 2 )
88th
Unterer lokaler Intensitätsbereich in dem Intensitätsbereich (3), der Störungen bzw. zufällige Rauschwerte enthältLower local intensity range in the intensity range ( 3 ), which contains noises or random noise values
99
Oberer lokaler Intensitätsbereich in dem Intensitätsbereich (3), der Störungen bzw. zufällige Rauschwerte enthältUpper local intensity range in the intensity range ( 3 ), which contains noises or random noise values
1010
Absoluter unterer Grenzwert des informationsrelevanten Anteils (13) des Intensitätsbereiches (3)Absolute lower limit of the information-relevant share ( 13 ) of the intensity range ( 3 )
1111
Absoluter oberer Grenzwert des informationsrelevanten Anteils (13) des Intensitätsbereiches (3)Absolute upper limit of the information-relevant share ( 13 ) of the intensity range ( 3 )
1212
Informationsrelevanter Anteil des Intensitätsbereiches (2)Information-relevant proportion of the intensity range ( 2 )
1313
Informationsrelevanter Anteil des Intensitätsbereiches (3)Information-relevant proportion of the intensity range ( 3 )

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - Theory and Practice of Infrared Technology for Nondestructive Testing/Xavier P.V. Maldague. – Jonh Wiley & Sons, Inc., 2001 [0003] - Theory and Practice of Infrared Technology for Nondestructive Testing / Xavier PV Maldague. - Jonh Wiley & Sons, Inc., 2001 [0003]
  • - High-Dynamic-Range (HDR) Vision/Berndt Höfflinger. – Springer, 2006, S. 110–113 [0005] - High Dynamic Range (HDR) Vision / Berndt Höfflinger. Springer, 2006, pp. 110-113 [0005]
  • - Digitale Bildverarbeitung/Bernd Jähne. – 4. Aufl. – Berlin, Heidelberg, etc.: Springer, 1997 [0012] - Digital Image Processing / Bernd Jähne. - 4th edition - Berlin, Heidelberg, etc .: Springer, 1997 [0012]
  • - Mathematical Handbook/Granio A. Korn, Theresa M. Korn. – McGraw-Hill Book Company. New York, 1968 [0012] - Mathematical Handbook / Granio A. Korn, Theresa M. Korn. - McGraw-Hill Book Company. New York, 1968 [0012]

Claims (7)

Verfahren zur automatischen Dynamikumwandlung eines Bildes, wobei ein Histogramm eines in einer Dynamik aufgenommenen Bildes berechnet und dazu benutzt wird, seinen Inhalt in einer anderen Dynamik adäquat darzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die absoluten Grenzwerte Iobj_bot_thd und Iobj_top_thd, die den informationsrelevanten Anteil (12) des Intensitätsbereiches (2) abgrenzen, der mindestens einem zu untersuchenden Objekt entspricht, sowie die absoluten Grenzwerte Ibgrd_bot_thd und Ibgrd_top_thd, die den informationsrelevanten Anteil (13) des Intensitätsbereiches (3) abgrenzen, der dem Hintergrund entspricht, dynamisch ermittelt werden, sodass der Grenzwert Iobj_bot_thd bzw. Ibgrd_bot_thd einen charakteristischen Flächenanteil Fbot_thd der Histogrammfläche des Intensitätsbereiches (2) bzw. Intensitätsbereiches (3) von unten und der Grenzwert Iobj_top_thd bzw. Ibgrd_top_thd einen charakteristischen Flächenanteil Ftop_thd der Histogrammfläche des Intensitätsbereiches (2) bzw. Intensitätsbereiches (3) von oben abschneidet, und somit eine informationsrelevante Basis des Inhaltes des aufgenommenen Bildes ermittelt wird, die für die Dynamikumwandlung dieses Bildes verwendet wird.A method of automatically dynamically converting an image, wherein a histogram of a dynamic image is calculated and used to adequately represent its content in another dynamic, characterized in that the absolute thresholds I obj_bot_thd and I obj_top_thd are the information relevant portion ( 12 ) of the intensity range ( 2 ), which corresponds to at least one object to be examined, as well as the absolute limits I bgrd_bot_thd and I bgrd_top_thd , which contain the information- relevant portion ( 13 ) of the intensity range ( 3 ), which corresponds to the background, are determined dynamically, so that the limit value I obj_bot_thd or I bgrd_bot_thd has a characteristic area fraction F bot_thd of the histogram area of the intensity area ( 2 ) or intensity range ( 3 ) from below and the limit value I obj_top_thd or I bgrd_top_thd a characteristic area fraction F top_thd of the histogram area of the intensity area ( 2 ) or intensity range ( 3 ) from above, and thus an information-relevant basis of the content of the recorded image is determined, which is used for the dynamic transformation of this image. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größen der charakteristischen Flächenanteile Fbot_thd und Ftop_thd erfahrungsgemäß festgelegt werden.A method according to claim 1, characterized in that the sizes of the characteristic surface portions F bot_thd and F top_thd are determined according to experience. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Größen der charakteristischen Flächenanteile Fbot_thd und Ftop_thd unabhängig voneinander festgelegt werden.A method according to claim 1 and 2, characterized in that the sizes of the characteristic surface portions F bot_thd and F top_thd are set independently. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Größen der charakteristischen Flächenanteile Fbot_thd und Ftop_thd für den Intensitätsbereich (2), der mindestens einem zu untersuchenden Objekt entspricht, als Fobj_bot_thd und Fobj_top_thd sowie für den Intensitätsbereich (3), der einem Hintergrund entspricht, als Fbgrd_bot_thd und Fbgrd_top_thd für jeden dieser Intensitätsbereiche unabhängig voneinander festgelegt werden.Method according to Claims 1 to 3, characterized in that the magnitudes of the characteristic surface portions F bot_thd and F top_thd for the intensity range ( 2 ), which corresponds to at least one object to be examined, as F obj_bot_thd and F obj_top_thd as well as for the intensity range ( 3 ), which corresponds to a background, are set independently of each other as F bgrd_bot_thd and F bgrd_top_thd for each of these intensity ranges . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensitätsbereiche (2) und (3) auf dem Histogramm des aufgenommenen Bildes mit Hilfe morphologischer Filter ermittelt werden.Method according to claim 1, characterized in that the intensity ranges ( 2 ) and ( 3 ) can be determined on the histogram of the recorded image using morphological filters. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Histogramm, aus welchem die informationsrelevante Basis des Inhaltes des aufgenommenen Bildes ermittelt wird, aus einem bzw. mehreren zu untersuchenden Bereichen dieses Bildes berechnet wird.Method according to claim 1, characterized in that that the histogram from which the information-relevant basis the content of the recorded image is determined from a or several areas of this image to be examined becomes. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder, die in verschiedenen Wellenlängenbereichen in einer bzw. in unterschiedlichen Dynamiken aufgenommen sind, in ein Bild gewünschter Dynamik zusammengefasst werden, wobei die Dynamik jedes einzelnen gewonnenen Bildes in die gewünschte Dynamik nach dem vorliegenden Verfahren umgewandelt wird und die erzeugten Bilder dann mittels Bildverarbeitungsmethoden zu einem gemeinsamen Bild fusioniert werden.Method according to Claims 1 to 6, characterized that the images are in different wavelength ranges are recorded in one or in different dynamics, in a picture of desired dynamics are summarized, wherein the dynamics of each image obtained in the desired Dynamics is converted according to the present method and the then created images using image processing methods to a be merged together.
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