نشریه فناوری آزمون‌های غیرمخرب

نشریه فناوری آزمون‌های غیرمخرب

بهبود تباین با حذف زمینه تصاویر پرتونگاری صنعتی مخازن بزرگ آب و نفت با استفاده از گراف‌های عامل تصادفی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 پژوهشکده راکتور و ایمنی هسته ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، تهران، ایران
2 گروه فیزیک، دانشگاه بین المللی امام خمینی؛ قزوین، ایران
3 شرکت مهندسی پرتو آزمون آذر، تهران ایران،
10.30494/jndt.2026.592326.1176
چکیده
در پرتونگاری صنعتی مخازن بزرگ، وجود نویز، ناهمگنی ضخامت، پراکندگی فوتونی در پرتو و زمینه‌های ناخواسته و فاصله فیلم تا بدنه مخزن می‌توانند موجب کاهش قابلیت آشکارسازی عیوب و افت کیفیت پرتونگاره‌ها می‌شود. در این پژوهش، روشی مبتنی بر مدل گراف‌های عاملی تصادفی (Stochastic Factor Graphs; SFG) برای حذف زمینه و بهبود کیفیت تصاویر پرتونگاری ارائه شده است. در این روش، وابستگی‌های آماری بین پیکسل‌ها و ویژگی‌های ساختاری تصویر در قالب یک گراف عاملی مدل‌سازی شده و با تخمین بهینه پارامترها، مؤلفه‌های زمینه از نواحی حاوی اطلاعات عیب و جوش تفکیک می‌شوند. سپس تصویر حاصل به‌منظور افزایش تباین از پرتونگاره اصلی به صورت پیکسل به پیکسل کم می‌شود. نتایج نشان داد که روش پیشنهادی توانسته است کیفیت تشخیص عیوب را به‌طور محسوسی افزایش دهد. بر اساس ارزیابی انجام شده توسط متخصصین پرتونگاری، میزان بهبود کنتراست در ناحیه IQI از 20% در تصویر اصلی به 89% در تصویر بازسازی شده افزایش یافته است. همچنین دقت تشخیص خط جوش از 40% به 83%، عیوب از 47% به 94%، حروف سربی از 83% به 100% و خط‌کش سربی از 90% به 100% ارتقا یافته است. این نتایج بیانگر بهبود قابل توجه تباین، کاهش اثر زمینه و افزایش قابلیت مشاهده جزئیات ریز در تصاویر پرتونگاری مخازن بزرگ است. یافته‌های این مطالعه نشان می‌دهد که مدل SFG می‌تواند به‌عنوان یک ابزار مؤثر برای حذف زمینه و بهبود کیفیت تصاویر پرتونگاری صنعتی به کار گرفته شود و نقش مهمی در افزایش دقت بازرسی‌های غیرمخرب، کاهش خطای اپراتور و ارتقای قابلیت اطمینان ارزیابی مخازن و سازه‌های جوشی ایفا کند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Contrast enhancement by background removal in radiographic images of large water and oil reservoirs utilizing stochastic factor graphs

نویسندگان English

Amir Movafeghi 1
Effat Yahaghi 2
Shabar Rasouli 2
Peyman Rostami 3
1 Reactor and Nuclear Safety School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran
2 Department of Physics, Faculty of Science, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
3 Parto Azmoon Azar Engineering & Inspection Co., Tehran, Iran,
چکیده English

In the industrial radiography of large storage tanks, the presence of noise, thickness non-uniformity, photon scattering within the radiation beam, unwanted background components, and the distance between the radiographic film and the tank wall can significantly reduce defect detectability and degrade radiographic image quality. In this study, a method based on Stochastic Factor Graphs (SFGs) is proposed for background removal and quality enhancement of radiographic images. In the proposed approach, the statistical dependencies among pixels and the structural characteristics of the image are modeled using a factor graph framework. Through optimal parameter estimation, the background components are separated from regions containing weld and defect-related information. The resulting background-corrected image is then subtracted from the original radiograph on a pixel-by-pixel basis to enhance image contrast. The results demonstrated that the proposed method substantially improved defect detectability. According to the evaluation performed by radiography experts, the contrast in the Image Quality Indicator (IQI) region increased from 20 % in the original image to 89 % in the reconstructed image. Furthermore, the detection accuracy for the weld line increased from 40 % to 83 %, while defect detection accuracy improved from 47 % to 94 %. The detection of lead letters increased from 83 % to 100 %, and the detectability of the lead ruler improved from 90 % to 100 %. These results demonstrate a significant improvement in image contrast, effective suppression of background effects, and enhanced visibility of fine structural details in radiographic images of large tanks. The findings indicate that the proposed SFG-based approach can serve as an effective tool for background removal and image-quality enhancement in industrial radiography. Moreover, the method has the potential to improve the accuracy of non-destructive testing (NDT) inspections, reduce operator-dependent interpretation errors, and enhance the reliability of the evaluation of large tanks and welded structures.

کلیدواژه‌ها English

large storage tanks
Stochastic Factor Graphs
Industrial Radiography
Defects detection
non-destructive testing

  • تاریخ دریافت 26 تیر 1405
  • تاریخ بازنگری 23 مرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 14 مهر 1405