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专利号: 2018112964203
申请人: 西安建筑科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种复杂路面背景下的裂缝提取方法,其特征在于,采用基于形态学对路面图像进行处理,去除过暗和高亮的污渍及交通标志白线区域;然后对路面裂缝进行增强,突出裂缝特征;最后采用基于块特征的最小路径法,基于裂缝的连续性,剔除图像中残留的噪声点区域,实现裂缝的最终提取。

2.根据权利要求1所述的复杂路面背景下的裂缝提取方法,其特征在于,对采集到的路面图像进行高亮及过暗区域的去除,包括以下步骤:S101、采用线性方程逐行实现亮度调节,计算每一列的亮度调节系数kj,校正图像亮度,得到校正后的图像I′;

S102、结合形态学方法实现对图像高亮及较暗区域的去除,对校正后的图像I′进行高斯滤波,并二值化得Ibw,采用形态学的开、闭运算去除过小的噪声点,分割出图像中的高亮区域H和背景区域B,开、闭运算计算如下:其中,S为模板,S=[1 0 1 0 0 0 1 0 1]。

3.根据权利要求2所述的复杂路面背景下的裂缝提取方法,其特征在于,步骤S101中,每一列的亮度调节系数kj如下:kj=Lj/LI

其中,LI=aver(I)为图像整体灰度均值;Lj=aver(I(j))为图像第j列的灰度均值;

校正后的图像I′如下:

I′(j)=I(j)/kj。

4.根据权利要求2所述的复杂路面背景下的裂缝提取方法,其特征在于,步骤S102的具体步骤如下:S1021、对校正后的图像I′进行等高线划分,建立高亮区域校准坐标GM,以去除原图中的因交通标志白线、沥青径向颗粒反射造成的高亮区域;

S1022、以步骤S1021建立校准坐标GM对校正后图像I′的高亮区域H划分等级,每个等级校正,得到高亮区域去除后的结果Ih′,对图像Ih′进行高斯滤波,采用不同的灰度等级统计阈值建立较暗区域灰度校准坐标GM′,以去除原图中的污渍斑点;

S1023、对经暗区校正得到的Id′进行灰度拉伸,采用横向亮度调节去除波纹的图像,进行基于图像均值的迭代校正,得到图像I″′。

5.根据权利要求4所述的复杂路面背景下的裂缝提取方法,其特征在于,步骤S1021中,GM校准灰度坐标如下:GM={gi|i=1,2,......,n}

hist(gi)≤Ng_l

其中,gi为第i个等级的灰度阈值,n为所分的总等级数;hist(gi)为第i个灰度等级的像素统计;Ng_l为统计阈值。

6.根据权利要求4所述的复杂路面背景下的裂缝提取方法,其特征在于,步骤S1022中,高亮区域去除后的结果Ih′计算如下:I′h(gi)=I′gi(H)+mB-mgi

其中,mB为背景均值;mgi为GM中各级的灰度均值;

建立暗区域灰度校准坐标GM′如下:

GM′={gi′|i=1,2,......,n′}其中,gi′为根据灰度直方图统计得到的灰度等级;

用暗区域灰度校准坐标GM′对去除高亮后的图像划分等级为{1,2,...,K,K+1,...,n′},取其中前K级为较暗区D,K+1到n′级为背景区B′,对较暗区域D校正,得暗区去除结果Id′如下:I′d(i)=α·I′h(i)+λ

其中,i∈{1,2,......,K},α为校准系数,是背景与第i级暗区方差的比值;补偿系数和 分别为背景与第i级暗区的均值。

7.根据权利要求5所述的复杂路面背景下的裂缝提取方法,其特征在于,步骤S1023中,灰度拉伸方法的迭代校正方法如下:其中, 为暗区校正后图像Id′的均值;

均值的迭代校正方法如下:

其中,m(I”)为图像I”的均值。

8.根据权利要求1所述的复杂路面背景下的裂缝提取方法,其特征在于,采用基于块特征的最小路径法实现关键裂缝的提取包括以下步骤:S301、将图像划分为子块,计算图像子块特征值T,根据图像设置特征阈值Tthre,提取特征值小于Tthre的子块为裂缝备选区域E;

S302、采用最小路径法,以子块为单位,在备选裂缝区域E中进一步提取裂缝区域;

S303、剔除孤立子块,连通裂缝子块,提取完整裂缝图像。

9.根据权利要求8所述的复杂路面背景下的裂缝提取方法,其特征在于,步骤S301中,子块特征值如下:T=mbl-k·stbl

其中,k为特征系数,k为1,mbl为子块均值,stbl为子块方差;

特征阈值如下:

Tthre=m-k·st-β

其中,m和st分别为所有图像子块均值的均值与方差的均值;β=mT/3为补偿系数,mT为所有图像子块的特征值均值。

10.根据权利要求8所述的复杂路面背景下的裂缝提取方法,其特征在于,步骤S302中,备选裂缝区域E中任意两个子块ej和ei构成子块对,先剔除空间距离大的子块对,消除部分因噪声产生的孤立子块,获得新备选区域E′;

对新备选区域E′中的各子块对计算衰减值,最小路径计算中引入子块间的衰减计算如下:其中,ei和ej为备选子块中任意两个子块组成的子块对,ei,ej∈E′,L为ei到ej的中心线性距离;

设定阈值Tdc,当dc(i,j)<Tdc时,对应的子块对(ei,ej)被保留,反之舍弃,在每个子块8个邻域范围内,连通衰减值最小的相应子块作为裂缝存在的最终备选区域。