1.复合材料缺陷热影像图的局部敏感判别分析方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)获取缺陷热成像序列集:脉冲热成像测试期间记录的数据集被视为三维矩阵,其包含在不同采样时间点收集的一系列热图像;
2)设置初始参数并计算最近邻距离:对于n个数据点,将它们的类别标签均设为1,确定最近邻数k以及维数d;计算任意两个数据点之间的距离,并且寻找每一个样本数据点的k个最近邻数据点N(xi);
3)构造最近邻域图得到权值矩阵:得到了N(xi)之后,再将N(xi)划分为两个子集,也就是与该数据点同类的数据集Gw(xi)和不同类的数据集Gb(xi),构造最近邻域图,其中的Gw(xi)是和数据样本点xi相同类别的数据点集,Gb(xi)则是和数据样本点xi不同类别的数据点集;
通过LSDT算法的两个目标函数,使得两个邻域数据点集Gw(xi)和Gb(xi)的类别边缘最小化和最大化的目的,并获得一个映射A,则对于数据集中第i和j个数据点xi与xj,分别有yi=T T
Axi,yj=Axj,从而使得:其中,Sb,ij代表最大化类别间邻域点集Gb(xi)的权矩阵,Sw,ij代表最小化类别内邻域点集Gw(xi)的权值矩阵,对于Sb,ij和Sw,ij,分别定义如下:
4)计算拉普拉斯算子构造最佳目标函数:由式(1),可以推导并且简化如下:D×n
而且在上面的式子中:X=[x1,x2,…xn]∈R ,n表示数据样本点的个数,D表示数据样本点的维数,R表示数据样本点的集合; 和 分别是对角矩阵,而且Lb=(Db‑Sb),其中Sb是最大化类别间邻域点集Gb(xi)的权矩阵,Db是Sb经过计算后的对角矩T T
阵,是类别间邻域点集上的拉普拉斯算子,在满足约束条件AXDWXA=1时,LSDT的约束最佳目标函数可以表示如下:
T T
argmaxAX(ηLb+(1‑η)Sw)XA其中,η∈[0,1]为调整敏感算子,而且η是一个常数;
5)特征值分解得到低维嵌入:所需要的映射矩阵A可以通过如下的特征方程来求解:T T
X(ηLb+(1‑η)Sw)XA=λXDwXA上述方程中λ指的是在求解特征方程的时候,得到的特征值;对应的解矢量为α1,α2,…,αd的话,每个解矢量所对应的最大特征值就是λ1,λ2,…,λd,因此对应的映射也就可以表示为:
T
xi→yi=Axi,A=(α1,α2,…αd);
6)缺陷图像重构及评估:
利用低维映射,对原始数据进行图像重构,将矩阵重构为大小为nx×ny的二维矩阵,得到对应的主成分图像;并使用信噪比进行定量估计;信噪比越高,该方法识别缺陷的能力越大,计算方法如下:
式中Mdef为缺陷区域像素值的均值,Min为非缺陷区域像素值的均值,σin为非缺陷区域像素值的标准差。