[發明專利]一種混凝土裂縫圖片拼接與檢測方法

有效

• 申請號: 202010618621.1
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111798423B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 王艷;唐財聰;丁文勝;吳成振
• 申請（專利權）人: 上海理工大學;上海應用技術大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/62;G06T3/40;G06T5/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 王晶

本發明公開了一種混凝土裂縫圖片的拼接與檢測方法，該方法包括：讀取多張待檢測的原始圖片；根據特征點匹配結果計算重疊區域尺寸，對多張圖片進行拼接；基于均值濾波的自適應閾值分割；根據圓形度和形狀極值去除噪點；基于邊界填充法計算裂縫寬度，標定裂縫的最大寬度。該方法計算效率高、檢測精度高，解決了現有技術存在的圖片拼接效果差的問題，能夠實現完整平面圖片的高質量拼接，進而可以獲得裂縫的完整形態及分布情況，能夠準確標定裂縫的最大寬度及相應位置，更加適合工程應用環境。

技術領域

本發明涉及一種混凝土裂縫圖片拼接計算機處理方法，具體涉及一種混凝土裂縫圖片拼接、檢測方法。

背景技術

表面裂縫是混凝土結構監測與損傷識別的重要指標之一?；炷两Y構表面裂縫產生原因有很多，例如溫度應力、疲勞載荷、材料老化、結構變形等。當裂縫寬度大于0.2mm以上時，混凝土會產生脫落、碳化、鋼筋腐蝕等現象，嚴重時會發生倒塌事故。因此，對混凝土裂縫指標尤其是最大裂縫寬度的識別與標定，對保障混凝土結構安全具有非常重要的現實意義。

目前，常用的裂縫檢測方法是圖像處理法，經過裂縫圖片預處理、裂縫提取、裂縫識別與參數計算等過程，獲得裂縫長度、寬度等參數。在實際工程應用中，現有的基于圖像處理的裂縫檢測方法存在諸多不足，主要體現在兩個方面：一是檢測的對象是單一圖片，沒有實現大規模裂縫圖片的拼接、檢測一體化，無法獲得裂縫的完整形態及相對位置。雖然目前已有一些平面圖片的拼接方法，由于拼接過程中對圖片進行了旋轉、縮放等變換，不適用于大規模圖片的拼接，且變換時更改了圖像信息，不適用于裂縫參數測量。二是現有方法為了達到工程檢測中0.2mm的精度要求，對圖片質量要求較高，所以每次檢測的區域面積較小，嚴重降低了工作效率。

發明內容

針對以上問題，本發明的目的是提供一種能夠實現大規模裂縫圖片拼接、檢測的混凝土表面裂縫的識別方法，該方法不僅能達到0.2mm的工程檢測精度要求，且單張圖片的拍攝面積允許大于100cm²,大大提升了檢測效率。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是一種混凝土裂縫圖片的拼接與檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：對兩張圖片分別提取其中的特征點，根據特征點描述子的計算結果確定匹配對，計算重疊區域的尺寸，對圖片進行拼接；

步驟2：利用基于均值濾波的自適應閾值分割法得到粗分割圖像，具體包括：

a.將步驟1得到的拼接圖片作為原圖像，進行均值濾波；選定一個M×M的濾波器模板A，對裂縫圖片內任意一點的灰度值，用模板A內M×M個像素點的灰度平均值代替，用公式表示：

式中：f(x,y)表示原圖像在點(x,y)處的灰度值，g(x,y)表示濾波后的圖像在點(x,y)處的灰度值；

b.用濾波后的圖像減去原圖像，得到每個像素點的灰度值差sub(x,y)，即 sub(x,y)＝g(x,y)-f(x,y)，將灰度值差sub(x,y)大于10的各值取平均值：

式中：k為灰度值差sub(x,y)大于10的像素點個數；O為灰度值差大于10的像素點的集合；

c.將上一步獲得的t₁作為閾值進行圖像分割，得到粗分割后的裂縫圖片 f′(x,y)，f′(x,y)＝1代表裂縫，f′(x,y)＝0代表背景，用公式表示：

步驟3：連通域去噪，得到完整裂縫圖像；

進一步，所述圖片拼接方法，包括以下步驟：

a.將待拼接的兩張圖片轉換為灰度圖像，把圖像數據類型轉換為雙精度類型；