[發明專利]一種基于遙感圖像的裂縫檢測方法

有效

• 申請號: 201910343685.2
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110084302B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 田慧明;白霖抒;韓姣姣;馬泳潮
• 申請（專利權）人: 西安因諾航空科技有限公司
• 主分類號: G06V20/17
• 分類號: 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任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種基于遙感圖像的裂縫檢測方法；該方法首先對高分辨率無人機航拍圖像進行灰度處理，然后對灰度圖像使用黑帽算法進行特征突出，接著將黑帽運算結果閾值化并對二值化圖像先膨脹再腐蝕操作，最后通過對二值化圖像的連通域提取后進行機器學習訓練，從而完成裂縫檢測；本發明適用于在復雜背景下無人機遙感圖像的裂縫檢測操作，通過大量實驗證明，本發明能夠快速的檢測無人機航拍遙感圖像裂縫信息，計算簡單，能夠適用于較復雜的場景。

【技術領域】

本發明屬于圖像檢測領域，具體涉及一種基于遙感圖像的裂縫檢測方法。

【背景技術】

近年來，隨著遙感技術的發展與應用，遙感技術在國家和社會的地位越來越重要，并對人們的生活和工業的生產產生重要的影響。無人機(Unmanned Aerial Vehicl,UAV)遙感作為對衛星遙感和有人駕駛飛機遙感的補充，引起國內外研究員的高度重視。無人機遙感是當前遙感檢測中最為經濟的一種新技術，它具有投資少、實時性強、受天氣干擾小、操作簡便等眾多優點。無人機在檢測中不受地形的限制，不要求專用起降場地，適合在建筑物密集的城市地區、地形復雜的山地、多云地區以及地震和洪水等各種場景應用。它所獲得的遙感影像分辨率較高，可獲得多角度影像，這點可以彌補普通航空影像獲取城市建筑物時遇到的高層建筑遮擋問題和傳統遙感難以拍攝到高分辨率立體影響的問題。大比例尺和高性能的遙感影像獲取就成為一件比較輕松的工作，一定程度上擴大了遙感的應用范圍和用戶群體，因此無人機遙感技術潛力巨大，具有廣闊的應用前景。

無人機用于各種地質檢測中所提取的圖像受到環境天氣各方面的影像，故圖像的背景較為復雜，想要檢測到目標物體需要對圖像進行進一步處理。其中無人機石油巡線中的裂縫檢測為當前研究重點。

目前主要的裂縫檢測方法分為兩大類：人工觀察法和數字圖像識別法。人工觀察法雖然能夠較精確的檢測和識別到裂縫信息，但是該方法需要大量的人力、物力和財力。在地域復雜的荒山野嶺和情況危險的環境中人根本無法接近且在科技進步的今天也很少用該方法。數字圖像識別法主要是基于所獲取圖像的灰度、紋理、顏色、形狀等特征來區分圖像信息的區域差異性，通過邊緣Canny檢測、小波變換和高斯濾波等方法來提取裂縫區域，進而完成檢測。由于這些算法利用了圖像的結構特性，僅適用于背景相對較為簡單，復雜度低的裂縫檢測中，對于石油管道圖像中的裂縫檢測效果并不理想。

【發明內容】

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種基于遙感圖像的裂縫檢測方法；本發明能夠快速的檢測無人機航拍遙感圖像裂縫信息，計算簡單，能夠適用于較復雜的場景。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種基于遙感圖像的裂縫檢測方法，包括以下步驟：

步驟1，將高分辨率的無人機航拍圖像轉換為灰度圖像；

步驟2，通過圓形卷積核對灰度圖像進行黑帽運算，得到黑帽運算結果的圖像；

步驟3，將黑帽運算結果的圖像進行自適應閾值分割，圖像成為二值化圖像；

步驟4，二值化圖像進行膨脹后再腐蝕，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，針對裂縫分割圖像，通過CrackNet網絡進行數據分類，提取后得到目標裂縫。

本發明的進一步改進在于：

優選的，步驟2中，黑帽運算的公式為：

DST＝close(Gray,element)-Gray (2)