基于图像处理的公路路面裂缝识别技术的研究
发布时间：2021-02-19 13:31
路面裂缝是路面病害最初期的表现形式之一,准确地对路面裂缝进行检测识别,科学合理地制定养护办法,防止路面破损程度加深,对减少国家经济损失,保障人民的出行安全有着深远的意义。采用传统的人工检测路面裂缝的方式,已远不能满足现代公路养护的发展和要求,对路面裂缝自动识别技术的研究已经刻不容缓。本文利用分数阶微分、模糊逻辑、边缘检测、阈值分割、数学形态学、机器学习等理论,对路面裂缝识别技术中的一些问题进行了研究。首先,针对路面裂缝光照不均、对比度低等特点,传统图像增强算法容易忽略裂缝纹理细节,易产生噪声的问题,本文重点研究并提出了一种基于分数阶微分和模糊集理论的图像增强和去噪方法。利用图像梯度与分数阶微分的函数关系,提出了自适应分数阶微分算法,在突出路面裂缝边缘的同时,保留其纹理细节;结合人眼视觉特性,采用改进的模糊集理论有效地对路面背景进行去噪,二者有机的结合对路面图像的预处理有良好的效果。然后,在经过图像预处理的基础上,本文对路面图像分别进行了几种边缘检测算法和阈值分割算法的实验,通过对比采用最大类间方差法对路面图像进行分割处理;利用数学形态学,将四种基本运算组合使用,对分割后的孤立噪点进行了...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PATHRUNNER多功能道路检测车
图 1.2 ARAN 多功能道路检测车以后，随着激光技术、影像设备和计算机系统的后期图像处理技术成为国外学者在公路路裂缝识别技术的研究进展面检测系统的研究起步较晚，在许多时候路面人员需要实地进行人工测量记录，这种检测方影响公路车辆通行等缺点。从上世纪 90 年代列的公路路面破损自动检测识别系统。最开在不断的进行学习和研制。数的路面裂缝识别系统都是依赖于在道路检测构成复杂，成本过高，因此在某些路宽较窄佳。同时，在算法上针对路面图像对比度低
图 2.1 分数阶微分频率响应图图 2.1 可知，分数阶微分对信号具有增强作用，在信号的高频部分( 频率与分数阶微分的阶次 不断增加时，信号被增强的程度越来越大部分( )，分数阶微分对信号进行了一定的保留。也即分数以提高信号的高频部分，而且对低频部分具有非线性地保留作用。图像，裂缝边缘对应信号的高频部分，路面背景对应信号的低频部对本文采用分数阶微分算法，不但能使路面裂缝图像的边缘更加突以保留路面裂缝的纹理特征，增加计算机对裂缝信息的可识别度。 分数阶微分掩模构造-L 分数阶微分的定义习惯用式(2.1)表示，若一元信号 ( )的持续期为时间按单位间隔 等分，则 。在 G-L 定义下( )的分数阶微分的近似表达式为：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分数阶偏微分的路面裂缝图像增强新模型[J]. 洪晓江. 公路交通科技. 2016(12)
[2]关于道路检测技术现存问题及解决策略研究[J]. 蔡彪. 科技视界. 2016(24)
[3]路面病害检测中的裂缝信息快速识别方法研究[J]. 褚文涛,李郑明,陆键. 中外公路. 2013(06)
[4]浅谈高速公路沥青路面病害及维修[J]. 孔晶. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2013(12)
[5]数字图像的Caputo分数阶微分增强[J]. 陈庆利,黄果,张秀琼,杨俊,项炜. 计算机辅助设计与图形学学报. 2013(04)
[6]结合偏微分方程增强图像纹理及对比度[J]. 韩希珍,赵建. 光学精密工程. 2012(06)
[7]中国沥青路面断面测试方法探讨[J]. 欧阳爱国,罗茶根. 中外公路. 2011(02)
[8]基于沥青路面开裂病害的路况质量评价标准的探讨[J]. 景彦平. 交通标准化. 2008(10)
[9]基于分数阶微分的图像增强[J]. 杨柱中,周激流,晏祥玉,黄梅. 计算机辅助设计与图形学学报. 2008(03)
[10]数字图像的分数阶微分掩模及其数值运算规则[J]. 蒲亦非,王卫星. 自动化学报. 2007(11)
博士论文
[1]基于移动平台的急救决策支持系统研发与应用研究[D]. 田雨.浙江大学 2015
[2]沥青路面病害检测与养护决策研究[D]. 白日华.吉林大学 2013
[3]复杂背景下的交通标志检测和分类算法研究[D]. 徐迪红.武汉大学 2010
硕士论文
[1]自然图像的边缘检测方法研究[D]. 肖晓.吉林大学 2017
[2]路面破损图像检测算法研究[D]. 谭振坤.北华航天工业学院 2015
[3]基于图像处理的混凝土路面病害巡检评估系统设计[D]. 刘才臻.西安工业大学 2015
[4]基于数字图像的路面裂缝识别系统研发[D]. 张南朝.郑州大学 2015
[5]基于Android平台图像分割算法研究及系统实现[D]. 靳鑫.山东大学 2015
[6]模拟电路网表级演化模型及演化平台研究[D]. 薛梅.中国科学技术大学 2014
[7]基于数字图像的高速公路路面病害识别系统的应用研究[D]. 胡璠.重庆交通大学 2013
[8]路面裂缝自动检测系统研究[D]. 郝晓静.长安大学 2013
[9]图像纹理的特征提取和分类方法研究[D]. 刘莹.华中科技大学 2013
[10]手机上的交互式图像分割方法研究[D]. 王聪聪.华中科技大学 2013
本文编号：3041187
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PATHRUNNER多功能道路检测车
图 1.2 ARAN 多功能道路检测车以后，随着激光技术、影像设备和计算机系统的后期图像处理技术成为国外学者在公路路裂缝识别技术的研究进展面检测系统的研究起步较晚，在许多时候路面人员需要实地进行人工测量记录，这种检测方影响公路车辆通行等缺点。从上世纪 90 年代列的公路路面破损自动检测识别系统。最开在不断的进行学习和研制。数的路面裂缝识别系统都是依赖于在道路检测构成复杂，成本过高，因此在某些路宽较窄佳。同时，在算法上针对路面图像对比度低
图 2.1 分数阶微分频率响应图图 2.1 可知，分数阶微分对信号具有增强作用，在信号的高频部分( 频率与分数阶微分的阶次 不断增加时，信号被增强的程度越来越大部分( )，分数阶微分对信号进行了一定的保留。也即分数以提高信号的高频部分，而且对低频部分具有非线性地保留作用。图像，裂缝边缘对应信号的高频部分，路面背景对应信号的低频部对本文采用分数阶微分算法，不但能使路面裂缝图像的边缘更加突以保留路面裂缝的纹理特征，增加计算机对裂缝信息的可识别度。 分数阶微分掩模构造-L 分数阶微分的定义习惯用式(2.1)表示，若一元信号 ( )的持续期为时间按单位间隔 等分，则 。在 G-L 定义下( )的分数阶微分的近似表达式为：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分数阶偏微分的路面裂缝图像增强新模型[J]. 洪晓江. 公路交通科技. 2016(12)
[2]关于道路检测技术现存问题及解决策略研究[J]. 蔡彪. 科技视界. 2016(24)
[3]路面病害检测中的裂缝信息快速识别方法研究[J]. 褚文涛,李郑明,陆键. 中外公路. 2013(06)
[4]浅谈高速公路沥青路面病害及维修[J]. 孔晶. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2013(12)
[5]数字图像的Caputo分数阶微分增强[J]. 陈庆利,黄果,张秀琼,杨俊,项炜. 计算机辅助设计与图形学学报. 2013(04)
[6]结合偏微分方程增强图像纹理及对比度[J]. 韩希珍,赵建. 光学精密工程. 2012(06)
[7]中国沥青路面断面测试方法探讨[J]. 欧阳爱国,罗茶根. 中外公路. 2011(02)
[8]基于沥青路面开裂病害的路况质量评价标准的探讨[J]. 景彦平. 交通标准化. 2008(10)
[9]基于分数阶微分的图像增强[J]. 杨柱中,周激流,晏祥玉,黄梅. 计算机辅助设计与图形学学报. 2008(03)
[10]数字图像的分数阶微分掩模及其数值运算规则[J]. 蒲亦非,王卫星. 自动化学报. 2007(11)
博士论文
[1]基于移动平台的急救决策支持系统研发与应用研究[D]. 田雨.浙江大学 2015
[2]沥青路面病害检测与养护决策研究[D]. 白日华.吉林大学 2013
[3]复杂背景下的交通标志检测和分类算法研究[D]. 徐迪红.武汉大学 2010
硕士论文
[1]自然图像的边缘检测方法研究[D]. 肖晓.吉林大学 2017
[2]路面破损图像检测算法研究[D]. 谭振坤.北华航天工业学院 2015
[3]基于图像处理的混凝土路面病害巡检评估系统设计[D]. 刘才臻.西安工业大学 2015
[4]基于数字图像的路面裂缝识别系统研发[D]. 张南朝.郑州大学 2015
[5]基于Android平台图像分割算法研究及系统实现[D]. 靳鑫.山东大学 2015
[6]模拟电路网表级演化模型及演化平台研究[D]. 薛梅.中国科学技术大学 2014
[7]基于数字图像的高速公路路面病害识别系统的应用研究[D]. 胡璠.重庆交通大学 2013
[8]路面裂缝自动检测系统研究[D]. 郝晓静.长安大学 2013
[9]图像纹理的特征提取和分类方法研究[D]. 刘莹.华中科技大学 2013
[10]手机上的交互式图像分割方法研究[D]. 王聪聪.华中科技大学 2013
本文编号：3041187
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