基于无人机影像的危岩裂缝特征提取方法研究
发布时间：2021-05-12 14:18
我国是世界上受山体崩塌灾害最严重的国家之一,山体崩塌多发生在危岩地带。危岩裂缝是危岩体的主要病害,通过无人机航测技术可以获取高分辨率危岩表面数字影像,对影像进行裂缝检测可以为危岩监测提供指标信息。本文主要进行无人机危岩体数字图像上的危岩裂缝特征提取方法进行研究,主要内容如下:（1）提出一种基于Butterworth高通滤波器和直方图匹配的裂缝特征提取方法。首先对原灰度图像进行中值滤波,去除图像中离散的噪声;然后用Butterworth高通滤波器在频率域中滤除低频信息,增强裂缝边缘;接着进行经验阈值分割获取二值图像,将二值化结果和原灰度图像进行直方图匹配提取裂缝信息,但是仍存在少量的噪声;最后采用指数变换进一步去除噪声,得到较为理想的危岩裂缝提取结果。（2）提出一种基于数学形态学和Prewitt算子的裂缝特征提取方法。先通过灰度形态学闭运算、开运算处理,增强裂缝边缘;然后进行中值滤波,去除离散的噪声;再用多方向Prewitt算子,提取裂缝;接着进行直方图阈值分割,提取出裂缝边缘信息,但是图中依然有少量噪声;最后依次用二值形态学开运算、闭运算进行去噪,得到了较为理想的危岩裂缝结果。该方法中...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 论文的研究意义
1.3 裂缝特征提取方法的研究现状
1.3.1 国外对裂缝特征提取方法的研究现状
1.3.2 国内对裂缝特征提取方法的研究现状
1.4 论文主要研究内容与结构安排
第二章 危岩裂缝图像来源及预处理
2.1 危岩裂缝图像来源及灰度特征
2.1.1 无人机获取危岩裂缝图像
2.1.2 危岩裂缝图像灰度特征
2.2 危岩体数字图像的平滑
2.2.1 均值滤波
2.2.2 中值滤波
2.2.3 高斯滤波
2.3 危岩体数字图像的锐化
2.3.1 空间差分法
2.3.2 高通滤波法
2.4 危岩体数字图像对比度增强
2.4.1 灰度变换增强
2.4.2 直方图修正增强
2.5 本章小结
第三章 基于高通滤波器和直方图匹配的裂缝特征提取方法
3.1 引言
3.2 基于Butterworth高通滤波器的裂缝图像增强
3.2.1 频域形成原理及应用
3.2.2 Butterworth滤波器算法原理
3.2.3 Butterworth高通滤波器参数选择
3.3 危岩裂缝图像的二值化
3.3.1 全局阈值分割方法
3.3.2 基于经验阈值的危岩裂缝图像二值化
3.4 基于直方图匹配的裂缝图像提取
3.5 指数变换去噪声
3.6 本章小结
第四章 基于数学形态学和Prewitt算子的裂缝特征提取方法
4.1 引言
4.2 基于灰度形态学的裂缝图像增强
4.2.1 灰度形态学的基本运算
4.2.2 基于灰度形态学的先闭后开运算
4.3 中值滤波去噪
4.4 基于Prewitt边缘检测算子的裂缝图像提取
4.4.1 常见的边缘检测算子
4.4.2 基于多方向Prewitt算子的裂缝图像提取
4.5 直方图阈值分割
4.6 基于二值形态学的裂缝图像去噪声
4.6.1 二值形态学的基本运算
4.6.2 基于二值形态学的先开后闭运算
4.7 本章小结
第五章 危岩体裂缝特征提取实验系统
5.1 危岩体裂缝特征提取实验系统基础
5.1.1 危岩体裂缝图像采集系统硬件及基本流程
5.1.2 危岩体裂缝图像处理软件开发环境
5.2 危岩体裂缝特征提取实验系统模块介绍
5.3 危岩体裂缝特征提取方法的系统设计
5.3.1 危岩体裂缝特征提取研究内容
5.3.2 基于高通滤波器和直方图匹配的裂缝特征提取方法程序设计
5.3.3 基于数学形态学和Prewitt算子的裂缝特征提取方法程序设计
5.4 危岩体裂缝特征提取方法对比
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 论文总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
攻读学位期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多特征检验的三维沥青路面裂缝检测[J]. 邱延峻,王国龙,阳恩慧,余孝丽,王郴平. 西南交通大学学报. 2020(03)
[2]基于高低帽变换的图像迭代分割方法[J]. 阳振宇,潘建平,陈梦. 测绘工程. 2018(08)
[3]迭代式阈值分割的垩白米粒检测方法[J]. 王正. 机械与电子. 2017(11)
[4]沥青路面裂缝图像边缘检测算法研究[J]. 张恒,蒙华,刘唐志. 北方交通. 2015(03)
[5]迭代法在焊缝图像阈值分割中的应用[J]. 莫胜撼,喻宁娜,戴建树. 电焊机. 2015(02)
[6]路面裂缝图像自动识别算法综述[J]. 彭博,蒋阳升,韩世凡,罗楠欣. 公路交通科技. 2014(07)
[7]无人机航测技术应用于公路崩滑陡峭地段测量分析[J]. 李兴华,罗秀兰,龚绪才. 公路交通技术. 2012(04)
[8]基于加权融合纹理的路面裂缝检测[J]. 章秀华,陈艳君,洪汉玉. 计算机与数字工程. 2011(10)
[9]浅析沥青砼路面裂缝产生原因及防治措施[J]. 商春潮. 山西科技. 2011(01)
[10]利用目标点最小生成树的路面裂缝检测[J]. 邹勤,李清泉,毛庆洲,陈龙. 武汉大学学报(信息科学版). 2011(01)
博士论文
[1]基于数字图像处理的沥青路面裂缝识别技术研究[D]. 孙波成.西南交通大学 2015
[2]基于图像分析的路面裂缝检测的关键技术研究[D]. 马常霞.南京理工大学 2012
[3]面向室外场景的图像纹理分析与应用研究[D]. 胡勇.南京理工大学 2010
[4]基于图像分析的路面病害自动检测[D]. 唐磊.南京理工大学 2007
[5]基于图像分析的道路病害自动检测研究[D]. 高建贞.南京理工大学 2003
硕士论文
[1]影像线特征自动识别方法及在道路裂缝检测中的应用研究[D]. 余俊辰.重庆交通大学 2018
[2]指纹分类特征提取方法研究[D]. 朱之丹.南京信息工程大学 2017
[3]基于图像的沥青路面裂缝的自动识别算法研究[D]. 朱亮.重庆交通大学 2016
[4]岩体裂缝动态识别算法研究[D]. 刘彦婷.江西理工大学 2012
[5]沥青路面裂缝图像检测算法研究[D]. 伯绍波.长安大学 2008
[6]基于图像处理的沥青路面裂缝检测系统研究[D]. 何靓俊.长安大学 2008
[7]高速公路路面破损图像识别技术研究[D]. 左永霞.吉林大学 2008
本文编号：3183566
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 论文的研究意义
1.3 裂缝特征提取方法的研究现状
1.3.1 国外对裂缝特征提取方法的研究现状
1.3.2 国内对裂缝特征提取方法的研究现状
1.4 论文主要研究内容与结构安排
第二章 危岩裂缝图像来源及预处理
2.1 危岩裂缝图像来源及灰度特征
2.1.1 无人机获取危岩裂缝图像
2.1.2 危岩裂缝图像灰度特征
2.2 危岩体数字图像的平滑
2.2.1 均值滤波
2.2.2 中值滤波
2.2.3 高斯滤波
2.3 危岩体数字图像的锐化
2.3.1 空间差分法
2.3.2 高通滤波法
2.4 危岩体数字图像对比度增强
2.4.1 灰度变换增强
2.4.2 直方图修正增强
2.5 本章小结
第三章 基于高通滤波器和直方图匹配的裂缝特征提取方法
3.1 引言
3.2 基于Butterworth高通滤波器的裂缝图像增强
3.2.1 频域形成原理及应用
3.2.2 Butterworth滤波器算法原理
3.2.3 Butterworth高通滤波器参数选择
3.3 危岩裂缝图像的二值化
3.3.1 全局阈值分割方法
3.3.2 基于经验阈值的危岩裂缝图像二值化
3.4 基于直方图匹配的裂缝图像提取
3.5 指数变换去噪声
3.6 本章小结
第四章 基于数学形态学和Prewitt算子的裂缝特征提取方法
4.1 引言
4.2 基于灰度形态学的裂缝图像增强
4.2.1 灰度形态学的基本运算
4.2.2 基于灰度形态学的先闭后开运算
4.3 中值滤波去噪
4.4 基于Prewitt边缘检测算子的裂缝图像提取
4.4.1 常见的边缘检测算子
4.4.2 基于多方向Prewitt算子的裂缝图像提取
4.5 直方图阈值分割
4.6 基于二值形态学的裂缝图像去噪声
4.6.1 二值形态学的基本运算
4.6.2 基于二值形态学的先开后闭运算
4.7 本章小结
第五章 危岩体裂缝特征提取实验系统
5.1 危岩体裂缝特征提取实验系统基础
5.1.1 危岩体裂缝图像采集系统硬件及基本流程
5.1.2 危岩体裂缝图像处理软件开发环境
5.2 危岩体裂缝特征提取实验系统模块介绍
5.3 危岩体裂缝特征提取方法的系统设计
5.3.1 危岩体裂缝特征提取研究内容
5.3.2 基于高通滤波器和直方图匹配的裂缝特征提取方法程序设计
5.3.3 基于数学形态学和Prewitt算子的裂缝特征提取方法程序设计
5.4 危岩体裂缝特征提取方法对比
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 论文总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
攻读学位期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多特征检验的三维沥青路面裂缝检测[J]. 邱延峻,王国龙,阳恩慧,余孝丽,王郴平. 西南交通大学学报. 2020(03)
[2]基于高低帽变换的图像迭代分割方法[J]. 阳振宇,潘建平,陈梦. 测绘工程. 2018(08)
[3]迭代式阈值分割的垩白米粒检测方法[J]. 王正. 机械与电子. 2017(11)
[4]沥青路面裂缝图像边缘检测算法研究[J]. 张恒,蒙华,刘唐志. 北方交通. 2015(03)
[5]迭代法在焊缝图像阈值分割中的应用[J]. 莫胜撼,喻宁娜,戴建树. 电焊机. 2015(02)
[6]路面裂缝图像自动识别算法综述[J]. 彭博,蒋阳升,韩世凡,罗楠欣. 公路交通科技. 2014(07)
[7]无人机航测技术应用于公路崩滑陡峭地段测量分析[J]. 李兴华,罗秀兰,龚绪才. 公路交通技术. 2012(04)
[8]基于加权融合纹理的路面裂缝检测[J]. 章秀华,陈艳君,洪汉玉. 计算机与数字工程. 2011(10)
[9]浅析沥青砼路面裂缝产生原因及防治措施[J]. 商春潮. 山西科技. 2011(01)
[10]利用目标点最小生成树的路面裂缝检测[J]. 邹勤,李清泉,毛庆洲,陈龙. 武汉大学学报(信息科学版). 2011(01)
博士论文
[1]基于数字图像处理的沥青路面裂缝识别技术研究[D]. 孙波成.西南交通大学 2015
[2]基于图像分析的路面裂缝检测的关键技术研究[D]. 马常霞.南京理工大学 2012
[3]面向室外场景的图像纹理分析与应用研究[D]. 胡勇.南京理工大学 2010
[4]基于图像分析的路面病害自动检测[D]. 唐磊.南京理工大学 2007
[5]基于图像分析的道路病害自动检测研究[D]. 高建贞.南京理工大学 2003
硕士论文
[1]影像线特征自动识别方法及在道路裂缝检测中的应用研究[D]. 余俊辰.重庆交通大学 2018
[2]指纹分类特征提取方法研究[D]. 朱之丹.南京信息工程大学 2017
[3]基于图像的沥青路面裂缝的自动识别算法研究[D]. 朱亮.重庆交通大学 2016
[4]岩体裂缝动态识别算法研究[D]. 刘彦婷.江西理工大学 2012
[5]沥青路面裂缝图像检测算法研究[D]. 伯绍波.长安大学 2008
[6]基于图像处理的沥青路面裂缝检测系统研究[D]. 何靓俊.长安大学 2008
[7]高速公路路面破损图像识别技术研究[D]. 左永霞.吉林大学 2008
本文编号：3183566
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