基于路径形态学的道路裂缝提取
发布时间：2021-07-12 19:20
随着我国经济的不断发展,道路等基础建设日益完善,我国的道路里程总数已达到世界之最,道路养护问题成为道路交通部门不可忽视的首要任务。路面裂缝是道路中最常见的病害之一,严重影响着道路使用寿命和车辆的行驶安全。快速精确地识别出道路中的裂缝有利于相关交通部门对道路的及时维护,延长道路使用寿命,降低车辆行驶安全。传统的人工检测方式效率慢,且容易受外界因素干扰,检测精度和时间都得不到保证,而基于图像处理的裂缝自动检测是研究的核心内容。本文针对裂缝图像的去噪增强以及裂缝识别提取,开展了如下研究:（1）基于路径形态学和中值滤波的裂缝图像去噪增强:综合考虑数据采集过程、路面自身路况及道路周围外界环境分析裂缝图像中所有可能存在的噪声类型,根据噪声的图像特点进行分类.:局部小范围的非线状噪声和大面积的区域噪声。分别采用路径形态学和中值滤波的方法,在保护裂缝自身线状结构的同时,剔除图像中复杂背景干扰噪声。路径形态学和中值滤波的联合去噪为后续裂缝的高精度提取提供了优质的数据。（2）基于Gabor滤波器组的裂缝识别提取研究:剖析裂缝的形成原因,从灰度、形状、纹理等多个方面对路面图像中的裂缝特点进行总结分析,提出用...
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１存在干扰的裂缝图像??现如今有很多的去噪算法可以对路面图像中的噪声有很好的抑制作用，但是??在去噪的同时，最大可能的兼顾保留原始的裂缝的结构特性对去噪算法提出了很??高的要求
素完全对应的元素，如果不是完全对应，则删除图像正在遍历的该元素。在图像??处理中，腐蚀的作用是消除二值图像中不满足结构元素大小形状的非相关的区域，??达到缩小和细化图像中目标物体的效果。如图２．２所示，圆形的结构元素Ｂ对Ａ??图像进行腐蚀的结果，一般地，如果原点在结构元素内部，则腐蚀后的图像为输入??图像的子集；如果原点不在结构元素的内部，则腐蚀后的图像可能不在输入图像??的内部，但输出形状不变。??／Ａ?Ａ〇Ｂ??／??／?〇?ｔ??￣＿ｚｚｚｚｚｚｒ?Ｂ??：ＴＴ?ｎ?ｎ??＿＿５?．一????Ｉ??？？？？？？???图２．２腐蚀运算??如果集合Ｂ对Ａ进行膨胀处理，则定义为：??＝?０｝?（２．２）??９??
算缩小细化不同，膨胀运算更多的是增大填充二值图像中的目标物体。使用结构??元素Ｂ在图像Ａ中每个像素进行遍历对比，如果Ｂ中有任意一个点落在图像中??的目标物体上，那么正在遍历的该元素就会变成目标图像的前景。图２．３所示的??圆形的结构元素对矩形Ａ的膨胀效果，由图可以看出，原本的矩形区经过结构元??素的膨胀后，以结构元素的半径为大小，四周都扩充了很多。??Ｉ?Ａ？?Ｂ??ｔ?＾?Ｃ?＼??Ｂ?ｒ??＇：??—一??一一?ｖ?７?Ｊ???＊？??？？??图２．３膨胀运算??２．?１．３开闭运算??根据研宄表明，图像的膨胀处理可以扩大图像中目标物体，而腐蚀则会缩小??细化图像中的目标物体，二者相互结合并组成了数学形态学的开运算和闭运算：??图像处理中的开运算可以消除较细小的突出区域、平滑图像的边缘、断开较窄的??连接边。与开运算相反，闭运算可以回弥补细长的沟壑、填充较小的空洞、填补??图像中的狭窄的间断和轮廓线的断裂。??结构元素Ｂ对Ａ的开运算，定义为：??Ａ〇?Ｂ?＝?（ＡＱＢ）?？?Ｂ?（２．３）??所以，开运算就是首先通过Ｂ对Ａ进行腐蚀运算，在运算的结果上用Ｂ进行膨??胀运算。如下图所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自适应阈值Canny算法的裂缝检测方法研究[J]. 孙亮,邢建春,谢立强,王进京. 微型机与应用. 2017(05)
[2]基于OpenCV和改进Canny算子的路面裂缝检测[J]. 徐欢,李振璧,姜媛媛,黄剑波. 计算机工程与设计. 2014(12)
[3]中值滤波与各向异性扩散相结合的医学图像滤波方法[J]. 付丽娟,姚宇,付忠良. 计算机应用. 2014(01)
[4]基于GPU的Gabor人脸图像特征提取算法的研究[J]. 潘峥嵘,李伟池. 计算机与数字工程. 2013(04)
[5]公路路面自动检测系统发展综述[J]. 刘宛予,谢凯,浦昭邦. 中外公路. 2007(02)
[6]数学形态学在图像处理中的应用[J]. 王树文,闫成新,张天序,赵广州. 计算机工程与应用. 2004(32)
[7]中值滤波在图像处理中的应用[J]. 高浩军,杜宇人. 电子工程师. 2004(08)
[8]路面损坏图像的自动采集与处理设备的技术探究[J]. 侯相深,王哲人,刘振鹏. 公路. 2003(02)
[9]高速公路裂缝边缘检测算法研究[J]. 凌勇,汪国有. 计算机与数字工程. 2001(03)
硕士论文
[1]基于改进Niblack及Radon相关技术的复杂路面裂缝图像检测与算法评价[D]. 韩亚.长安大学 2016
[2]基于路面检测车图像的裂缝提取方法研究[D]. 任帅.重庆交通大学 2015
[3]基于图像处理的路面裂缝自动检测技术研究[D]. 曹佳煜.长安大学 2014
本文编号：3280505
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１存在干扰的裂缝图像??现如今有很多的去噪算法可以对路面图像中的噪声有很好的抑制作用，但是??在去噪的同时，最大可能的兼顾保留原始的裂缝的结构特性对去噪算法提出了很??高的要求
素完全对应的元素，如果不是完全对应，则删除图像正在遍历的该元素。在图像??处理中，腐蚀的作用是消除二值图像中不满足结构元素大小形状的非相关的区域，??达到缩小和细化图像中目标物体的效果。如图２．２所示，圆形的结构元素Ｂ对Ａ??图像进行腐蚀的结果，一般地，如果原点在结构元素内部，则腐蚀后的图像为输入??图像的子集；如果原点不在结构元素的内部，则腐蚀后的图像可能不在输入图像??的内部，但输出形状不变。??／Ａ?Ａ〇Ｂ??／??／?〇?ｔ??￣＿ｚｚｚｚｚｚｒ?Ｂ??：ＴＴ?ｎ?ｎ??＿＿５?．一????Ｉ??？？？？？？???图２．２腐蚀运算??如果集合Ｂ对Ａ进行膨胀处理，则定义为：??＝?０｝?（２．２）??９??
算缩小细化不同，膨胀运算更多的是增大填充二值图像中的目标物体。使用结构??元素Ｂ在图像Ａ中每个像素进行遍历对比，如果Ｂ中有任意一个点落在图像中??的目标物体上，那么正在遍历的该元素就会变成目标图像的前景。图２．３所示的??圆形的结构元素对矩形Ａ的膨胀效果，由图可以看出，原本的矩形区经过结构元??素的膨胀后，以结构元素的半径为大小，四周都扩充了很多。??Ｉ?Ａ？?Ｂ??ｔ?＾?Ｃ?＼??Ｂ?ｒ??＇：??—一??一一?ｖ?７?Ｊ???＊？??？？??图２．３膨胀运算??２．?１．３开闭运算??根据研宄表明，图像的膨胀处理可以扩大图像中目标物体，而腐蚀则会缩小??细化图像中的目标物体，二者相互结合并组成了数学形态学的开运算和闭运算：??图像处理中的开运算可以消除较细小的突出区域、平滑图像的边缘、断开较窄的??连接边。与开运算相反，闭运算可以回弥补细长的沟壑、填充较小的空洞、填补??图像中的狭窄的间断和轮廓线的断裂。??结构元素Ｂ对Ａ的开运算，定义为：??Ａ〇?Ｂ?＝?（ＡＱＢ）?？?Ｂ?（２．３）??所以，开运算就是首先通过Ｂ对Ａ进行腐蚀运算，在运算的结果上用Ｂ进行膨??胀运算。如下图所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自适应阈值Canny算法的裂缝检测方法研究[J]. 孙亮,邢建春,谢立强,王进京. 微型机与应用. 2017(05)
[2]基于OpenCV和改进Canny算子的路面裂缝检测[J]. 徐欢,李振璧,姜媛媛,黄剑波. 计算机工程与设计. 2014(12)
[3]中值滤波与各向异性扩散相结合的医学图像滤波方法[J]. 付丽娟,姚宇,付忠良. 计算机应用. 2014(01)
[4]基于GPU的Gabor人脸图像特征提取算法的研究[J]. 潘峥嵘,李伟池. 计算机与数字工程. 2013(04)
[5]公路路面自动检测系统发展综述[J]. 刘宛予,谢凯,浦昭邦. 中外公路. 2007(02)
[6]数学形态学在图像处理中的应用[J]. 王树文,闫成新,张天序,赵广州. 计算机工程与应用. 2004(32)
[7]中值滤波在图像处理中的应用[J]. 高浩军,杜宇人. 电子工程师. 2004(08)
[8]路面损坏图像的自动采集与处理设备的技术探究[J]. 侯相深,王哲人,刘振鹏. 公路. 2003(02)
[9]高速公路裂缝边缘检测算法研究[J]. 凌勇,汪国有. 计算机与数字工程. 2001(03)
硕士论文
[1]基于改进Niblack及Radon相关技术的复杂路面裂缝图像检测与算法评价[D]. 韩亚.长安大学 2016
[2]基于路面检测车图像的裂缝提取方法研究[D]. 任帅.重庆交通大学 2015
[3]基于图像处理的路面裂缝自动检测技术研究[D]. 曹佳煜.长安大学 2014
本文编号：3280505
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