[發(fā)明專利]基于局部統(tǒng)計特征的橋梁拉索圖像外觀缺陷檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910294015.6
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110009638B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘建平;陽振宇;陳茂霖;徐永杰
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶交通大學(xué)
• 主分類號: G06T7/10
• 分類號: G06T7/10;G01N21/88
• 代理公司: 重慶飛思明珠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50228
• 代理人: 劉念芝

1.一種基于局部統(tǒng)計特征的橋梁拉索圖像外觀缺陷檢測方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1，采樣幀獲取：輸入爬索機(jī)器人視頻數(shù)據(jù)，對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)解碼獲得連續(xù)幀圖像作為采樣幀；

步驟2，提取圖像幀：根據(jù)視頻基本信息設(shè)置采樣間隔，對采樣幀進(jìn)行采樣提取圖像幀；

步驟3，圖像灰度化：對圖像幀進(jìn)行灰度化處理；

步驟4，圖像分塊處理：根據(jù)灰度圖像的大小，對灰度圖像中的圖像區(qū)域進(jìn)行分塊；

步驟5，塊統(tǒng)計特征提取：對各個圖像塊進(jìn)行統(tǒng)計特征提取，并計算各統(tǒng)計特征的相關(guān)系數(shù)，選取相關(guān)系數(shù)大的統(tǒng)計特征組成特征向量組；

步驟6，特征閾值篩選：利用特征向量組進(jìn)行疑似缺陷圖像提取；

步驟7，形態(tài)學(xué)大津法分割處理：采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)與大津法結(jié)合的圖像分割算法對疑似缺陷圖像進(jìn)行分割，獲得橋梁拉索外觀缺陷圖像；

所述數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)與大津法結(jié)合的圖像分割算法的具體步驟為：

步驟A1：計算疑似缺陷圖像的初始閾值T₀；

步驟A2：對所述疑似缺陷圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理，獲得待分割圖像；

步驟A3：根據(jù)初始閾值T₀，將所述待分割圖像分成目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域兩部分，分別計算目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域的灰度值均值以及標(biāo)準(zhǔn)差

步驟A4：采用遍歷的方法反復(fù)迭代計算灰度值均值以及標(biāo)準(zhǔn)差同時按照公式計算分割閾值T_k，k為迭代次數(shù)，并在迭代過程中根據(jù)迭代終止條件判斷是否終止迭代，若是則當(dāng)前分割閾值T_k為最佳分割閾值，輸出橋梁拉索外觀缺陷圖像，否則利用分割閾值T_k對目標(biāo)區(qū)域圖像進(jìn)行分割，進(jìn)行下一次迭代計算；

步驟A2中所述形態(tài)學(xué)處理過程的具體步驟為：

步驟s1：通過結(jié)構(gòu)元素對每幅疑似缺陷圖像I進(jìn)行腐蝕處理，去除細(xì)小噪聲點(diǎn)的干擾，在纖細(xì)點(diǎn)處分離目標(biāo)得到圖像I_e；

步驟s2：通過圖像I與圖像I_e進(jìn)行形態(tài)學(xué)重建，得到圖像Iobr；

步驟s3：對圖像Iobr進(jìn)行膨脹處理，填充目標(biāo)內(nèi)的細(xì)小空洞，連接相鄰像素點(diǎn)，得到圖像Iobrd；

步驟s4：將圖像Iobr與圖像Iobrd進(jìn)行形態(tài)學(xué)重建，獲得待分割圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于局部統(tǒng)計特征的橋梁拉索圖像外觀缺陷檢測方法，其特征在于：步驟2中所述視頻基本信息包括數(shù)據(jù)采集時攝像頭移動速度、視頻質(zhì)量、數(shù)據(jù)格式以及攝像頭視場內(nèi)覆蓋范圍大小，所述采樣間隔為10～50幀。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于局部統(tǒng)計特征的橋梁拉索圖像外觀缺陷檢測方法，其特征在于：步驟2中采樣所得到的圖像幀能夠完全覆蓋橋梁拉索外觀。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于局部統(tǒng)計特征的橋梁拉索圖像外觀缺陷檢測方法，其特征在于：步驟3中對圖像幀進(jìn)行灰度化處理時，根據(jù)圖像幀的數(shù)據(jù)類型，選擇不同的圖像灰度化方法將彩色圖像轉(zhuǎn)為灰度圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于局部統(tǒng)計特征的橋梁拉索圖像外觀缺陷檢測方法，其特征在于：所述特征向量組包括灰度方差、信息熵、極差。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于局部統(tǒng)計特征的橋梁拉索圖像外觀缺陷檢測方法，其特征在于：所述結(jié)構(gòu)元素為圓盤形、正方形、菱形、六邊形、十字形、線段形中的一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于局部統(tǒng)計特征的橋梁拉索圖像外觀缺陷檢測方法，其特征在于：所述結(jié)構(gòu)元素為5×5圓盤形結(jié)構(gòu)元素。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于局部統(tǒng)計特征的橋梁拉索圖像外觀缺陷檢測方法，其特征在于：步驟A4中所述迭代終止條件為其中分別為目標(biāo)區(qū)域圖像灰度值均值與標(biāo)準(zhǔn)差，分別為背景區(qū)域的灰度值均值與標(biāo)準(zhǔn)差，α∈(2,3)。