路面裂缝影像几何特征提取算法

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1、第2卷第7期2007年7月中国科技论文在线SCIENCEPAPERONLINE517路面裂缝影像几何特征提取算法11,2李清泉，刘向龙（1.武汉大学交通研究中心，武汉430079；2.武汉大学遥感信息工程学院，武汉430079）摘要：传统的基于人工视觉野外检测路面裂缝的方法愈来愈不能适应高速公路发展的要求，其耗人力、耗时、影响交通、危险、测量结果不一致性等缺点要求路面调查自动完成。本文提出一种基于数字影像的路面裂缝自动检测方法：首先对降质线阵扫描路面影像进行增强处理，再基于多尺度空间模型进行影像分割，进而得到裂缝区域的边

2、缘矢量及其几何特征，最终为路面裂缝分类提供有用的依据。实验结果表明，该方法能高效地检测出路面影像中的细小裂缝区域及其几何形态参数。关键词：路面裂缝；多尺度空间模型；裂缝检测；匀光校正中图分类号：TP951文献标识码：A文章编号：1673－7180(2007)07－0517－60引言状况良好的路面影像可以取得较好的效果，文献近三十年来高速公路在世界各国得到蓬勃发[3][4]提出一种影像分块裂缝检测方法，通过块内均展，随之而来建后养护也日益成为业内人士关注的值和方差以及影像的整体均值和方差用于判断某一焦点，需要定期对高速公路

3、路面状况进行调查，以块是否为裂缝块，然后根据这些裂缝块构建了路面便制定相应的养护策略和方案，路面裂缝类破损是裂缝破损指数因子用于衡量路面的表面破损程度，路面破损程度的关键影响因子，若能在裂缝出现初该算法主要用于评价路面的破损程度，并不能有效期就发现并跟踪其发展情况，从而对路面养护进行地检测出连续的路面裂缝，与之相关的还有文献[5]，合理决策和评估，道路养护费用将大大减少，但如文献[6]、[7]提出路面影像实时阈值化算法，通过不何在不影响交通运输的情况下准确地发现并定位路断改变样本空间建立一个最优的关于路面影像均值面裂缝已

4、经成为亟待解决的一大难题。传统的基于和方差的路面影像阈值化方程，通过该方程可以快人眼视觉检测路面裂缝的方法由于其存在耗力、耗速计算出分割该影像的阈值从而达到实时处理的目时、不精确、影响交通、危险、测量结果的不一致的，该算法对不同的路面类型需要重建阈值化方程，性等缺点，难以对路面裂缝进行客观和准确的评价文献[8]提出基于直方图投影算法，同时应用形态学而越来越不能适应高速公路发展的要求，计算机技的方法消除分割后的噪声，对于低对比度的路面影术、大容量存储技术、传感器技术以及数字图像处像，该算法的检测效果可能会产生比较大误检和漏

5、理理论的迅猛发展，使得路面裂缝的自动检测与识检，文献[9]提出基于人工种群的裂缝检测算法，算别成为可能。法的依据是路面影像中裂缝的灰度值低于影像的平国内外相关领域的学者一直试图通过数字影像均灰度值。文献[10]提出了一种将布朗运动模型与纹的方式来自动提取裂缝，文献[1]提出了一种基于直理分析相结合的方法用于路面裂缝检测，算法效率方图路面裂缝感知算法，该算法不能有效地检测出不高并且对于不连续的裂缝效果不佳，文献[4]通过高分辨路面影像中的细小裂缝，文献[2]通过统计路构造8个方向的模板对图像进行Sobel边缘检测，然面影像

6、横向和纵向的灰度级出现的频率再对统计后后结合加权的邻域平均噪声滤除算法和Ostu图像分的结果进行滤波后得到路面裂缝，该算法对于表面割算法对裂缝图像进行处理，该算法对于路面颗粒作者简介：李清泉(1965－)，男，工学博士，教授.E-mail:qqli@whu.edu.cn第2卷第7期518路面裂缝影像几何特征提取算法2007年7月度比较小的路面具有较好的结果，但是对于大颗粒像进行单独处理以消除I(p)分量，考虑到辅助照明a度的路面影像该算法会产系统在横向上的影响为正弦波方式，所以可以通过生很多的误检测，文献[11]用加权邻

7、域平均算法将影像行各像元与影像行均值求差，得到差值影像对裂缝图像进行噪音滤除处理，从而去除了路面噪行，再对差值影像行用正弦函数进行最小二乘拟合，音点对裂缝识别的影响，并提出基于小波变换的自得到该影像行的I(p)分量的正弦参数，进而计算出a适应图像边缘检测算法，结合模糊识别理论对断裂每一像元的I(p)灰度差值作为该像元的灰度补偿a边缘进行连接性处理，从而得到闭合的裂缝边缘。从而消除I(p)分量。a本文在前人研究的基础上，提出了一种针对线影像行辅助照明不均噪声分量消除数学表达如下：阵CCD相机在辅助照明条件下的自动路面裂缝影

8、像I(p)=I(p)−I(p)minus(i,j)(i,j)avei几何特征提取算法，由三部分组成：第一部分为路面影像灰度校正；第二部分为基于多尺度策略（图1）imjn∈∈[1,],[1,](2)的路面裂缝检测；第三部分为基于裂缝矢量的路面式(2)中I(p)为第i行灰度均值；I(p)为avei(i,j)裂缝几何特征计