[發明專利]一種道路裂縫圖片識別與處理方法

有效

• 申請號: 202110376345.7
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113112468B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 劉憲明;辛公鋒;張文武;汲平;朱振祥;陳錚;姜濤;夏晗
• 申請（專利權）人: 山東高速工程檢測有限公司;山東碩翔天成智能科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T9/00;G06T3/60;G06T3/40;G06T7/62;G06N3/08
• 代理公司: 南京燦爛知識產權代理有限公司 32356
• 代理人: 趙麗

1.一種道路裂縫圖片識別與處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

Step1：道路檢測車拍攝采集道路裂縫照片，形成初始裂縫圖片；

Step2：對初始裂縫圖片進行圖片預處理，形成裂縫預處理圖片集；

Step3：基于VAE算法對裂縫預處理圖片集進行自動編碼和解碼，得到處理后的解碼圖片；

Step4：基于像素差異度算法標注解碼圖片中的裂縫區域和非裂縫區域；

Step5：基于裂縫破壞等級公式區分裂縫區域的破壞程度，自動給出裂縫修補方式初步建議；

step4包括如下步驟：

Step4.1：將解碼圖片上的所有像素點存儲于初始非突變集X₀中；

Step4.2：在初始非突變集X₀中提取一個像素點x存儲在突變集Y中，形成非突變集X₁；

Step4.3：計算非突變集X₁和初始非突變集X0內各像素點的像素差異度D(X₁)和D(X₀)，當D(X₁)≤D(X₀)時，將像素點x繼續存儲在突變集Y中，否則，將像素點x重新存儲在初始非突變集X₀中；

Step4.4：重復步驟4.2-4.3，直至所有像素點均被提取，并且所有像素點只提取依次，形成最終非突變集X*和最終突變集Y*；

Step4.5：將最終突變集Y*在解碼圖片上標注出來，形成一個或多個連續的區塊，即為裂縫區域，剔除最終突變集Y*上的零散點，形成非裂縫區域；

對于任意連續的裂縫區域，采用下述裂縫破壞等級公式進行計算：

max|H1-H2|cosθ×L/l≤k1 (4)

|V1-V2|L/l≤k2 (5)

LS/n≤k3 (6)

其中，H1和H2表示解碼圖片上裂縫區域所包圍的封閉圖形外輪廓上的任意兩點，|H1-H2|表示解碼圖片上裂縫區域所包圍的封閉圖形外輪廓上的任意兩點H1和H2之間的距離，θ表示H1和H2兩點的連線與解碼圖片上道路邊之間的夾角，L表示道路實際的寬度，l表示解碼圖片上道路的寬度，k1為長度閾值，是常數，

V1和V2表示解碼圖片上裂縫區域所包圍的封閉圖形外輪廓上的兩點，且V1與V2的連線與解碼圖片上道路邊相垂直，|V1-V2|表示V1和V2之間的距離，k2為寬度閾值，是常數，S表示解碼圖片上裂縫區域所包圍的封閉圖形內像素點的個數，n表示解碼圖片上道路的寬度所占據的像素點的個數，k3為面積閾值，是常數。

2.根據權利要求1所述的一種道路裂縫圖片識別與處理方法，其特征在于，Step2中圖片預處理包括圖像翻轉、圖像旋轉和圖像插值法。

3.根據權利要求2所述的一種道路裂縫圖片識別與處理方法，其特征在于，圖像插值采用下述公式進行像素調整：

其中，u和v均為0-1之間的常數，C(i+u,j+v)表示裂縫預處理圖片中第i行第j列和裂縫預處理圖片中第i+1行第j+1列之間，且距離裂縫預處理圖片中第i行第j列的像素點水平位移為u垂直位移為v的像素點的灰度值，A(i，j)表示初始裂縫圖片上第i行第j列的像素點的灰度值，A(i+1，j)表示初始裂縫圖片上第i+1行第j列的像素點的灰度值，A(i，j+1)表示初始裂縫圖片上第i行第j+1列的像素點的灰度值，A(i+1，j+1)表示初始裂縫圖片上第i+1行第j+1列的像素點的灰度值。

4.根據權利要求1所述的一種道路裂縫圖片識別與處理方法，其特征在于，Step3中包括如下步驟：

Step3.1：通過編碼器對預處理圖片集進行編碼，將編碼后的圖片輸入VAE模型；

Step3.2：進行VAE模型網絡層的調整，增加網絡層模塊，增加或減少隱含層；

Step3.4：進行VAE模型訓練，調整VAE模型參數；

Step3.4：模型測試，測試滿足預設條件，通過解碼器對編碼圖片進行解碼，形成解碼圖片，不滿足預設條件，則返回步驟3.3進一步調整VAE模型參數。