钛合金具有优良的综合性能,而激光焊在钛合金薄板的连接上有很大的优势,因此钛合金激光焊在航空航天飞行器的重要结构上获得了广泛的应用。由于激光焊固有的特点,很难避免在焊缝中产生气孔等缺陷。如果连续的气孔分布在结构的关键部位,当航天飞行器高速飞行时,在载荷的作用下将会造成结构失效,从而对其安全飞行带来隐患,因此开展相应的缺陷定位与识别等无损检测有着重要的理论和实际意义。本文针对航天飞行器上某重要部件的蒙皮与筋板焊接结构的无损检测要求,深入论证了检测方案,研究了其检测图像去噪与增强、缺陷分割与定位、缺陷空间位置可视化等关键技术及其实现问题。根据该精密焊件的结构特点,利用X射线实时成像系统,通过多视角成像的方法获得了含有缺陷的焊缝检测图像。针对图像对比度低,焊缝区灰度梯度大,且缺陷大部分淹没在噪声中这一问题,采用了叠加去噪和小波变换相结合的联合处理方法去除图像中的噪声。研究中选取sym8小波、硬阈值和极大极小的阈值准则,实现了噪声的去除。利用反锐化掩模和自动调整对比度的图像增强方法解决了去噪后焊缝区整体亮度高,不利于缺陷提取的问题,提高了缺陷与其背景间的对比度,为后续的缺陷分割及其它处理打下了良好的基础。本文采用焊缝区提取的方法实现了微小缺陷的分割,该方法采用两次自动阈值提取出焊缝区,然后在焊缝区分别进行锐化和平滑,最后结合背景相减分割出微小缺陷,但该方法中多次锐化会在缺陷边缘产生阴影,从而造成分割后的缺陷形态失真。在小波去噪的基础上采用形态学模拟背景实现了微小缺陷的分割,分割后的缺陷具有较好的保真度。该方法先提取出感兴趣的区域,然后在感兴趣的区域进行小波去噪和形态学模拟背景,最后结合背景相减分割出微小缺陷。为了获得最佳的分割结果,提出了线灰度分布曲线拟合并相减,搜索相减结果最大值的结构元尺寸确定方法。上述算法对感兴趣区域的大小不敏感,具有较强的适应性,为后续的缺陷定位特征点位置的自动提取奠定了良好的基础。对于本文研究的对象,其焊缝中的缺陷分布位置对结构的可靠性影响很大。根据焊件结构与检测图像的特点,建立了焊件中缺陷深度、偏移量计算的数学模型,并通过实际焊件的破坏性试验对上述模型进行了验证。结果表明建立的数学模型是正确的,实际焊件中缺陷的深度定位误差不超过5.1%。为了提高缺陷定位的精度和检测的效率,对影响缺陷定位精度较大的投影距离进行了自动提取,验证结果表明所设计的算法取得了较好的效果。同时为了实现多视角成像图像中缺陷数据的自动提取与对应,给出了缺陷大小与缺陷沿焊缝长度方向分布的提取算法,提出了相应的对应准则实现了检测图像中缺陷数据的自动对应,提取的数据可批量输入到缺陷空间位置可视化程序中。直观地显示缺陷在结构焊缝中的分布,对于评价接头的可靠性具有重要的意义。为此作者开发了基于Matlab的缺陷空间位置可视化程序,设计了GUI界面,实现了批量缺陷数据的自动输入和两侧焊缝中缺陷的同时显示。开发的可视化程序可实现焊件结构尺寸的调整,三维模型自动生成、旋转角度调整、透明化处理、三视图显示、缺陷信息查询等功能,为复杂结构精密焊件射线检测缺陷位置的三维显示提供了一种新的解决方案。