[發(fā)明專利]一種基于遙感圖像的裂縫檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910343685.2
• 申請(qǐng)日: 2019-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN110084302B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田慧明;白霖抒;韓姣姣;馬泳潮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安因諾航空科技有限公司
• 主分類號(hào): G06V20/17
• 分類號(hào): G06V20/17;G06V10/26;G06V10/28;G06V10/34;G06V10/764;G06V10/774;G06V10/82;G06N3/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種基于遙感圖像的裂縫檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將高分辨率的無人機(jī)航拍圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像；

步驟2，通過圓形卷積核對(duì)灰度圖像進(jìn)行黑帽運(yùn)算，得到黑帽運(yùn)算結(jié)果的圖像；

步驟3，將黑帽運(yùn)算結(jié)果的圖像進(jìn)行自適應(yīng)閾值分割，圖像成為二值化圖像；

步驟3中，自適應(yīng)閾值分割的過程包括以下步驟：

(1)通過公式(3)計(jì)算軟閾值T；

T＝max(DST(:))*k (3)

式中，DST(:)為灰度圖像的全部像素值，k為每幅灰度圖像像素最大值，范圍為38％～43％；

(2)通過公式(4)對(duì)灰度圖像二值化操作；

其中，DST(x,y)為灰度圖像的像素值；BW為得到的二值化圖像；

步驟4，二值化圖像進(jìn)行膨脹后再腐蝕，得到膨脹、腐蝕后的二值化圖像；

步驟5，通過Hough直線檢測(cè)和面積排序獲取膨脹、腐蝕后的二值化圖像的連通域信息，得到裂縫分割圖像；

步驟6，針對(duì)裂縫分割圖像，通過CrackNet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)分類，提取后得到目標(biāo)裂縫。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于遙感圖像的裂縫檢測(cè)方法，其特征在于，步驟2中，黑帽運(yùn)算的公式為：

DST＝close(Gray,element)-Gray (2)

其中，close(Gray,element)＝erode(dilate(src,element))為閉運(yùn)算操作，element為選取的圓形結(jié)構(gòu)核，DST為黑帽運(yùn)算后得到的圖像，Gray為灰度圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于遙感圖像的裂縫檢測(cè)方法，其特征在于，步驟4中，二值化圖像膨脹后再腐蝕過程的公式為：

其中，X為膨脹結(jié)果，Y為腐蝕結(jié)果，B(x)，B(y)代表結(jié)構(gòu)元素，BW為二值化圖像，為膨脹后再腐蝕的工作空間；B為結(jié)構(gòu)元素。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于遙感圖像的裂縫檢測(cè)方法，其特征在于，步驟5中，獲取連通域信息，得到裂縫分割圖像的過程為對(duì)二值化圖像進(jìn)行八連通域處理，計(jì)算公式為：

N8(p)＝N4∪(c+1,d+1),(c+1,d-1),(c-1,d+1),(c-1,d-1) (7)

其中，p為像素值，N8表示八連通域，N4為四連通域，其計(jì)算公式如下式(8)所示：

N4＝(c,d-1),(c,d+1),(c-1,d),(c+1,d) (8)

式中，c，d分別為直角坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的基于遙感圖像的裂縫檢測(cè)方法，其特征在于，步驟6中，CrackNet網(wǎng)絡(luò)模型基于CNN網(wǎng)絡(luò)模型；CrackNet網(wǎng)絡(luò)模型的數(shù)據(jù)分類包括以下步驟：圖像依次經(jīng)過輸入層、卷積層C1、池化層S2、卷積層C3、下采樣層S4、卷積層C5、上采樣層和softmax-loss分類層處理；數(shù)據(jù)分類后，將裂縫類別概率大于0.5的為裂縫。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于遙感圖像的裂縫檢測(cè)方法，其特征在于，卷積層C1中，卷積核的大小設(shè)置為3*3，步長(zhǎng)為1，初始化濾波類型為高斯；池化層S2中，池化的步長(zhǎng)為2。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于遙感圖像的裂縫檢測(cè)方法，其特征在于，卷積層C3中卷積核的大小為3*3，步長(zhǎng)為1；下采樣層S4包括11個(gè)特征圖。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于遙感圖像的裂縫檢測(cè)方法，其特征在于，卷積層C5中卷積核的大小為1*1，步長(zhǎng)為1；通過對(duì)卷積層C5的特征圖進(jìn)行雙線性差值處理，得到上采樣層。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于遙感圖像的裂縫檢測(cè)方法，其特征在于，softmax-loss分類層處理過程為：輸出上卷積層中每一個(gè)像素屬于裂縫的概率值，取概率最大的作為該像素的類別。