[發明專利]一種基于圖像自動搜索的襯砌裂縫識別方法

有效

• 申請號: 201811562779.0
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109697717B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 劉學增;陳瑩瑩;劉新根
• 申請（專利權）人: 上海同巖土木工程科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/187;G06T7/238;G06T7/73;G06T3/40;G06T7/194
• 代理公司: 上海浦東良風專利代理有限責任公司 31113
• 代理人: 張勁風

1.一種基于圖像自動搜索的襯砌裂縫識別方法，其特征在于，所述的裂縫識別方法包括以下步驟：

S1、選取含有裂縫的圖像，對圖像進行預處理：

（1）選擇包含裂縫的圖像，記為I；計算其高度和寬度，分別記為H和W；

（2）計算圖像的粗糙度，記為C，計算方式如下：

（a）計算圖像中每個像素點(x，y)在尺寸為2^k*2^k的活動窗口中平均強度值，

式中k=0,1,…5,代表不同尺寸活動窗口；I(i，j)是圖像I位于(i，j)處像素的灰度值；A_k(x，y)表示像素(x，y)在k尺度活動窗口下的灰度平均值，其中x是像素點的行坐標，y是像素點的列坐標；

（b）對圖像每個像素，計算在水平方向上相鄰但互不重疊的窗口之間的平均強度差：

和計算垂直方向上相鄰但互不重疊的窗口之間的平均強度差：

其中對于每個像素，使得E值達到最大的k值用來設置最佳尺寸S_best(x，y)=2^k；

（c）粗糙度通過計算整幅圖像中的S_best的平均值得到，公式如下：

式中的m、n分別代表圖像中有效計算平均強度值的高度和寬度；

（3）選擇高斯低通濾波器對圖像I進行濾波；若，濾波器截止頻率設為30，否則截止頻率設為50；

（4）將濾波后的圖像進行縮放，縮放系數設為0.5，將縮放后的圖像記為I’；

S2、選擇裂縫的起點和終點，并計算兩點之間的角度；

S3、以起點為中心坐標，選擇小區域圖像，并進行不同尺度縮放；

S4、計算不同尺度下圖像的CTA值，利用尺度間關聯，獲取原始小圖中裂縫區域：

（1）將圖像G1、G2、G3分別進行CTA計算；

CTA的計算方法如下：

（a）以某像素點l為中心，選擇圖像在0^o、45^o、90^o、135^o四個方向的值，每個方向長度為2*d+1(d＞0)；

（b）計算0^o、45^o、90^o、135^o四個方向上的均值m_j^l和方差s_j^l，則像素l在j方向的特征向量x_j^l=(m_j^l_，s_j^l) ；

（c）估計像素l的先驗概率：

這里，，，其中，和分別是圖像的全局均值和方差；

（d）根據計算的像素點的先驗概率，計算CTA的值

其中，是像素l在j個方向上的k個不同特征；CTA值接近0是背景區域；

（2）將不同尺度下計算的CTA值進行閾值分割，根據工程實踐經驗，將閾值設為0.3，分割后的圖像分別記為GC1、GC2、GC3；

（3）圖像閾值分割后，進行多尺度關聯，保留G1尺度下有效裂縫區域，步驟如下：

（a）計算圖像GC1、GC2、GC3內各連通區域的外接矩形的長度和寬度；

（b）保留GC3中外接矩陣最長的連通區域記為L3，并將其映射到GC2中，記為；

（c）保留GC2中包含的所有連通區域，記為L2；并將其映射到GC1中，記為；

（d）保留GC1中包含的所有連通區域，記為L1；

S5、對裂縫區域進行骨架提取，獲取下一次圖像搜索中心位置，朝裂縫終點位置搜索；

S6、多次搜索的裂縫骨架進行連接，獲取完整的裂縫坐標信息。