[發明專利]基于Prewitt算子的路面裂縫識別方法及系統

有效

• 申請號: 201611047091.X
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106651872B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 王霞;王博
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/12;G06T7/136;G06T7/181;G06T7/187
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王慶龍

1.基于Prewitt算子的路面裂縫識別方法，其特征在于，包括：

S1，對輸入路面圖像進行第一圖像處理，以剔除路面以外的區域，獲得路面區域圖像；

S2，對所述路面區域圖像進行第二圖像處理，以剔除路面分界線；

S3，對路面裂縫進行初步識別和精確識別，獲取路面裂縫數據；

S3中所述對路面裂縫進行初步識別進一步包括：

S3.1，基于Prewitt算子對剔除路面分界線后的路面區域圖像進行鄰域卷積處理，以檢測路面裂縫邊緣，對檢測到的路面裂縫邊緣進行形態學濾波處理；

S3中對路面裂縫進行精確識別進一步包括：

S3.2，選擇路面裂縫區域；

S3.3，對選擇的路面裂縫區域擬合離散曲線，根據預設權重閾值進行約束處理；

S3中獲取路面裂縫數據進一步包括：

S3.4，根據圖像像素坐標和實際路面的道路長度進行換算，計算裂縫長度和/或裂縫寬度，并在圖像上顯示相關信息。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，S3.1進一步包括：

利用Prewitt算子在圖像空間的兩個方向模板與圖像進行鄰居卷積，采樣范數衡量梯度的幅度|G(x,y)|≈max(G_x,G_y)計算檢測路面裂縫階躍邊緣信息，其中，G_x為水平模版，G_y為垂直模版，具體為：

對檢測到的路面裂縫階躍邊緣信息計算連通域，根據預設判斷準則進行濾波處理，剔除非裂縫區域；

所述判斷準則包括：

第一準則:S_conT_c

第二準則：l_maxT_m

第三準則：S_con/S_cir＞T_cc

其中，S_con為連通域面積，即該連通域中像素個數，S_cir為連通域外接圓面積，l_max為連通域可旋轉最小包圍矩形較長邊長，T_c、T_m和T_cc為預設閾值；

滿足第一準則、第二準則和第三準則的任意一種或兩種或三種的為非裂縫區域。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，S3.3進一步包括：

利用最小二乘擬合的方法擬合離散曲線，采樣Huber權重函數對遠離離散曲線的離群值進行識別，精確提取裂縫像素；

所述Huber權重函數為：

其中，τ表示距離閾值，δ為相鄰曲線距離。

4.基于Prewitt算子的路面裂縫識別方法，其特征在于，包括：

S1，對輸入路面圖像進行第一圖像處理，以剔除路面以外的區域，獲得路面區域圖像；

S2，對所述路面區域圖像進行第二圖像處理，以剔除路面分界線；

S3，對路面裂縫進行初步識別和精確識別，獲取路面裂縫數據；

S1中所述第一圖像處理包括：

S1.1，利用直方圖變換對所述路面圖像灰度值進行變換處理后，利用HSV空間閾值分割方法提取所述路面圖像的顏色突變邊界；

S1.2，根據預先設定的區域生長算法的生長準則，對所述路面圖像中路面區域和非路面區域進行分割，得到路面區域圖像；

S1.1中所述直方圖變換的公式為：

其中，H(r)表示輸入的直方圖，MN表示圖像中像素總數，r∈[r₀,r_k]表示輸入灰度級范圍，s∈[s₀,s_k]表示輸出灰度級范圍，k為圖像灰度級分布不同數值的數目，為直方圖x軸的分布區間；

所述HSV空間閾值分割方法為：利用像素點i至像素點j的顏色梯度，提取顏色突變的邊界，像素點i到像素點j的顏色梯度算子為：

其中，D_ij為像素點i和像素點j的顏色距離；

根據預設梯度閾值對梯度圖像進行二值化處理，得到路面區域初步分割結果。