Page 67 - 无损检测2024年第十一期

危洪波，等：
基于 SRGAN 的介电材料缺陷微波检测图像稀疏重建

成像质量，使其具有较高的信噪比，文章采用10 MHz 2.2 微波稀疏重建成像结果
作为采样间隔点、并保证探头扫查移动步长小于试 通过训练完成后的SRResNet网络，对微波介电
件最小缺陷直径的一半。然后，提取接收微波信号 材料缺陷试件成像图进行还原，获得的结果与直接
的时域面积作为成像的特征值，并采用奇异值分解 还原的结果如图9所示，可见，经过SRGAN稀疏重
法抑制直达波的影响，得到的部分成像结果如图8 建技术的处理，还原后的图像成像效果提升，其噪声
所示。 水平也明显降低，呈现出更为清晰的检测效果。

图 8 部分微波介电材料缺陷试件的成像结果

图 9 微波稀疏重建还原实例
为进一步论证SRGAN对于微波缺陷图像稀疏 式中： I 表示图片像素最大值。
max
重建还原的优势，文章采用峰值信噪比P SNR 和结构 S SIM 是一种衡量两幅图像相似度的指标，其值
相似性S SIM 在各稀疏还原系数的条件下定量评价还 范围在0到1之间，值越大表示图像失真越小。S SIM
原图像。稀疏还原系数是指还原图像与稀疏图像的 从亮度、对比度和结构3个方面度量图像的相似性。
尺寸之比，反映了图像的稀疏程度，且与图像扫查时 其中，亮度比较的是两幅图像的均值，对比度比较的
间有关。稀疏还原系数为2的条件下进行微波稀疏 是两幅图像的方差，而结构比较的是两幅图像的协
扫查，其所用时间几乎是正常扫查所用时间的1/4。 方差。
P SNR 是一种评价图像的客观标准（单位：dB），  2 + µ µ  2C +σ C 
其数值越大表示失真越小。P 是基于对应像素点 S , II  = o I 1 r I o II 2 r （6）
,
SNR SIM  o r  2 +µ 2 +µ C  2 +σ 2 +σ C 
间的误差的图像质量评价指标，可表示为 o I r I 1 o I r I 2
 M  式中：µ 和 µ 分别为原始图像与还原图像的像素
P II  =20lg  1 1  I -I   2  （5） I o I r
,
SNR  o r  I M i =1  o r 均值；σ 和σ 分别为原始图像与还原图像的标准
 max  I o I r
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2024 年 第 46 卷 第 11 期
无损检测