鋼材表面銹蝕圖像檢測與處理 陳法法 成孟騰 9787568099158 【台灣高等教育出版社】

編輯推薦
1 案例豐富，以葛洲壩水電站、三峽水電站、隔河岩等幾個大型水利建築為案例；2 技術前沿，採用*新的金屬鏽蝕圖像檢測技術，更直觀具體，檢測效率更高；3 參閱了大量學術研究成果與論文，取長補短，綜合概述了相關的技術與方法。

內容簡介
本書是以作者多年來從事建築鋼材防鏽與檢測的研究成果，經過整理加工而成的。主要主要內容是通過金屬鏽蝕圖像檢測技術對建築鋼材的鏽蝕機理、鏽蝕形態及現狀進行圖像檢測，並根據鏽蝕情況進行不同的處理，以確保建築質量的安全性進行介紹。書中以葛洲壩水電站、三峽水電站、隔河岩等幾個大型水電站的現場檢查以及處理方法等為案例詳細介紹，對其它同類建築的鏽蝕情況研究具有重要的參考意義。本書可作為科研院所和高等學校從事建築鋼結構及建築材料檢測技術的研究生或工程技術人員的參考用書，也可作為從事相關工程檢測的工程技術人員的參考用書。

作者簡介
陳法法，三峽大學教授，湖北秭歸人。2013年畢業於重慶大學，獲工學博士學位，2018至2019年于新加坡南洋理工大學訪學。2015年和2021年被兩次選派參加湖北省博士服務團工作。主持和參与完成過十項國家省部級科研項目。發表論文50多篇，被SCI/EI檢索收錄20餘篇。

目錄
目 錄
目 錄 4
第1章 緒論 7
1 1 金屬腐蝕與鏽蝕的定義 7
1 1 1金屬腐蝕與鏽蝕的定義 7
1 1 2金屬腐蝕的分類 7
1 1 3 金屬鏽蝕危害 8
1 2 金屬鏽蝕原理 9
1 2 1 電化學鏽蝕 9
1 2 2金屬鏽蝕的主要影響因素 11
1 3 鋼材表面鏽蝕試驗 13
1 3 1 自然環境下鋼材表面鏽蝕試驗 14
1 3 2 實驗室環境下鋼材表面鏽蝕試驗 15
1 3 3 周期噴霧複合腐蝕試驗案例 16
1 4 本章小結 18
第2章 鏽蝕形態及鏽蝕檢測技術 19
2 1 鏽蝕形態與特徵 19
2 1 1 鏽蝕形態 19
2 1 2 常用金屬的鏽蝕特徵 20
2 2 傳統鏽蝕檢測技術 20
2 2 1 物理檢測方法 21
2 2 2 電化學檢測方法 21
2 2 3 無損檢測方法 22
2 3 鏽蝕圖像檢測技術 23
2 3 1 鏽蝕圖像檢測的基本流程 24
2 3 2 鏽蝕圖像的常規檢測項目 24
2 3 3 鏽蝕圖像的常用處理方法 25
2 4 本章小結 27
第3章 鏽蝕圖像採集的硬體組成 28
3 1 圖像傳感器 28
3 1 1 CCD圖像傳感器 29
3 1 2 CMOS圖像傳感器 30
3 1 3 圖像傳感器的基本參數 31
3 2 鏡頭 32
3 2 1 視場角 32
3 2 2 焦距 33
3 3 光源 33
3 4 圖像採集卡 36
3 5 本章小結 37
第4章 鏽蝕圖像的數據壓縮方法 38
4 1 基於主成分分析的鏽蝕圖像壓縮 38
4 1 1 主成分分析基礎理論 38
4 1 2 基於主成分分析的鏽蝕圖像壓縮實例 40
4 2 基於小波變換的鏽蝕圖像壓縮 47
4 2 1 小波變換圖像壓縮理論 47
4 2 2 基於小波變換的鏽蝕圖像壓縮實例 50
4 3 基於小波與嵌入式零樹編碼的鏽蝕圖像壓縮 55
4 3 1 基本理論 55
4 3 2 流程步驟 56
4 3 3 案例分析 57
4 4 本章小結 61
第5章 鏽蝕圖像的特徵增強方法 62
5 1鏽蝕圖像的顏色空間轉換 62
5 1 1 顏色空間轉換的理論基礎 62
5 2 空間域鏽蝕圖像特徵增強 64
5 2 1 直方圖均衡化 64
5 2 2 Gamma校正 65
5 3 頻率域鏽蝕圖像特徵增強 66
5 3 1 小波圖像特徵增強原理 66
5 3 2 同態濾波圖像特徵增強原理 71
5 4 Retinex理論的鏽蝕圖像特徵增強 73
5 4 1 基礎理論 73
5 5 鏽蝕圖像特徵增強的評價指標 74
5 6 鏽蝕圖像特徵增強實例 75
5 7 本章小結 86
第6章 鏽蝕圖像的目標區域分割 87
6 1圖像分割概述 87
6 1 1圖像分割的定義 87
6 1 2 圖像分割方法 88
6 1 3 圖像分割的評價指標 89
6 2 鏽蝕區域分割的深度學習模型 90
6 3本章小結 102
第7章 鏽蝕目標圖像的鏽蝕等級評估 104
7 1 鏽蝕等級評估的理論基礎 104
7 2 鏽蝕等級評估的深度學習模型 107
7 2 1 卷積神經網路基礎理論 107
7 2 2 基於卷積神經網路VGG16的鏽蝕等級評估模型 109
7 3 鏽蝕等級評估的應用案例 111
7 3 1 鏽蝕等級評估流程 111
7 3 2 鏽蝕等級評估 111
7 4 本章小結 120
第8章 鏽蝕圖像檢測系統設計及應用 121
8 1 鏽蝕圖像檢測軟體的功能框架 121
8 2 鏽蝕圖像檢測軟體的工作流程 122
8 3 鏽蝕圖像檢測軟體交互界面設計 123
8 3 1 主界面 123
8 3 2 鏽蝕圖像採集界面 124
8 3 3 鏽蝕圖像的預處理界面 126
8 3 4 鏽蝕區域分割界面 129
8 3 5 鏽蝕等級評估界面 132
8 4 鏽蝕圖像檢測軟體的功能測試 134
8 4 1 鏽蝕圖像採集與壓縮功能測試 134
8 4 2 鏽蝕圖像預處理功能測試 135
8 4 3 鏽蝕區域分割功能測試 137
8 4 4 鏽蝕等級評估功能測試 139
8 4 5 用戶管理功能測試 140
8 5 本章小結 141
參考文獻 142

精彩書摘
人們習慣上把金屬在大氣中由於氧、水分及其他介質作用所引起的變色和腐蝕，俗稱為「生鏽」或「鏽蝕」，其腐蝕產物統稱為「銹」。鏽蝕本質上是一種自發進行的氧化還原反應。
在自然界中，只有少數的貴重金屬是以金屬單質存在的，而絕大多數的自然態金屬都是以礦石（即金屬化合物）形式存在的，一般需要冶鍊或者電解才能獲得單質金屬。該過程需要吸收大量的能量，所得的金屬材料通常是不穩定的。化學熱力學中指出，一切化學反應都將向吉布斯自由能量減少的方向進行。當金屬材料暴露在潮濕有氧的環境中時，便會逐漸恢復到更穩定的自然化合態，這是一個自發進行的反應，並伴隨著能量的釋放。

前言/序言
前 言
近些年來，我國科研人員在機械裝備的設計、製造等領域取得的成就舉世矚目。然而，以鋼鐵為主體材料的很大一部分機械裝備，受服役條件所限，只能長期安裝於野外，如水利行業的水工鋼閘門、攔污柵，石油工程領域的鑽井平台，風電行業的風電塔架等，受潮濕、水域等環境因素影響，上述裝備極易滋生鏽蝕。
儘管工程技術人員對上述裝備採用了各式各樣的防鏽措施，如：通過防鏽塗層阻礙與外界的氧氣、水、酸性物質等接觸，但是通過市場調研表明，上述裝備的很大一部分結構缺陷依然是因鏽蝕而起。鏽蝕在工程中是一個普遍且嚴重的問題，會直接引起金屬構件斷面面積減少、截面應力提高，直接導致構件承載能力、剛度和穩定性下降，不僅會縮短金屬構件的使用壽命，嚴重者甚至會引起災難性事故。在工程領域，人們常常把金屬鏽蝕比喻「金屬癌症」或「無焰火災」。
由於眾多的金屬結構及平台已經穩固的安裝在工業現場，現場的維保技術人員需要定期對這些金屬結構及平台進行檢測，確保安全服役。作者所在的課題組多年在葛洲壩、三峽、隔河岩等大型水電站現場進行金屬結構病害分析時發現，現場的工程技術人員更關注鏽蝕檢測，即快速確定那些金屬結構是需要進行維護加固，那些金屬結構由於鏽蝕程度較輕，不需要進行維護加固。
傳統上，目視檢查是大型水工機械裝備常規的檢測任務，專業人員對鏽蝕部位進行外觀檢測，並結合國家標準樣圖完成綜合測評。然而，實際操作中人們很難近距離接觸鏽蝕區域並進行目測評估，並且檢測結果具有很強的主觀性。近年來，數字圖像技術已開始應用於各行各業的缺陷檢測中，本書專門針對鋼材表面鏽蝕圖像特定的檢測難點和處理難點進行研究，系統闡述了鋼材表面鏽蝕圖像檢測與處理的相關技術方法。
本書內容主要圍繞鋼材表面鏽蝕圖像自動檢測和處理的一些關鍵共性技術，設計了一些獨到的鏽蝕圖像檢測與處理的研究方法。研究內容涉及鏽蝕機理、鏽蝕形態、鏽蝕圖像獲取、鏽蝕圖像壓縮、鏽蝕特徵增強、鏽蝕目標區域分割、鏽蝕等級評估等理論及應用技術。本書將理論研究與工程應用緊密結合，按照鏽蝕圖像採集—預處理--處理--應用的主線展開。大量採用了實測的鏽蝕圖像，並提供了相關程序來配合相關章節內容，以便讀者更好的理解鏽蝕圖像檢測與處理方法的工程內涵。
在本書的內容編排上，研究生成孟騰、楊蘊鵬、潘瑞雪、蔣浩、董海飛、鄧斌、李振等同學給予了大量支持和幫助，部分程序由上述研究生完成，華中科技大學出版社對內容編排提出了寶貴意見，陳保家教授協助完成了部分文字的校對工作。在本書的出版過程中，還得到了三峽大學國家項目培育基金和國家大壩安全工程技術研究中心開放基金等項目的資助，在此一併表示衷心的感謝！
我們儘力列出了本書的全部參考文獻，若還有疏漏請原作者諒解，在此向所有原作者致敬！由於作者水平有限，書中存在一些不妥之處在所難免，懇請同行專家和廣大讀者批評指正。