沥青路面裂缝图像检测算法研究

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1、lIIIIIIIHHI!IIIIHIIIEItUIY1525346分类号：U4910710．20050661该孝犬海硕士学位论文沥青路面裂缝图像检测算法研究导师姓名职称申请学位级别论文提交日期学位授予单位伯绍波闫茂德副教授答辩委员会主席学位论文评阅人巨永锋教授贺昱曜教授张奇志教授摘要路面破损检测是高速公路养护与管理工作中很重要的一部分，但我国在路面破损检测方面运用的仍然是传统方法，已不能满足高速公路路面养护与管理的需求。论文基于国内公路交通行业发展的迫切需要，探讨了针对沥青路面裂缝类破损的图像检测

2、算法及系统。论文的主要工作和取得的研究成果有：(1)针对路面图像中裂缝目标和背景区域灰度值相近，不利于裂缝目标的提取，将模糊集合理论引入到沥青路面裂缝检测中，提出了一种封闭性和移植性好的广义模糊变换算子，并将其应用于图像增强算法中，可以很好地增强裂缝边缘的信息。(2)针对实际应用中很难兼顾边缘提取算法的图像处理效果和速度，利用梯度算子获得图像中的感兴趣区域，再构造四种结构元素，结合形态学梯度和OTSU算子提取感兴趣区域的边缘，提出了一种改进的数学形态学边缘检测算法，其不仅具有很好的边缘提取能力，而

3、且具有很快的处理速度。(3)对提取出的物体进行标识和统计，将统计出的噪声滤除，通过区域填充技术弥合裂缝中的空隙，并对处理后的裂缝进行分类。然后对规则裂缝进行细化，通过计数的方法计算出规则裂缝的长度和宽度，或通过蚕食方法计算出不规则裂缝的面积。(4)基于图像处理技术设计了一种沥青路面裂缝检测系统。在VisualC++6．O软件开发环境下，借助Mil．Lite8．0软件开发包，实现了系统的各个模块及相关的图像处理算法。并将该系统应用于沥青路面裂缝检测，实验结果表明，该系统检测效果好、检测精度高，具有很

4、高的实用性和推广性。关键词：路面破损：模糊集合：数学形态学：边缘检测：图像处理AbstractPavementdistressdetectionplaysanimportantroleinthehighwaymanagementandmaintenance．Butthetraditionalmethodforthepavementdistressdetectionisstillusedinournation．Thismethodhasmanydisadvantages，whichdisatisfi

5、eswiththerequirementforthehighwaymanagementandmaintenance．Basedonthatthehighwayconstructionandtransitisurgentlyinneedoftheautomationmanagement,theimagedetectingalgorithmsandsystemfilediscussedfortheasphaltpavementcrackinthisthesis．Themainworkandaccomp

6、lishmentareasfollows：(1)Thegrayofthecracktargetisclosetothatofthebackgroundregion，SOitisveryhardtopickupthecracktarget．Inordertosolvethisproblem，thefuzzysettheoryisintroducedtocrackdetectionfortheasphaltpavement．Anovelgeneralizedfuzzyimageenhancemento

7、peratorwithclose-characterandtransplantable—characterisproposed．Thenthepresentedoperatorisappliedtoimageenhancementalgorithm，whichCanenhancethecrackedgebetter．(2)Inthepracticalapplications，itisdifficulttomakeabalancebetweenprocessingeffectandprocessin

8、gspeedfortheedgedetectionalgorithm．Inordertosolvethisproblem，anoveledgedetectionalgorithmispresentedbasedonthemathematicsmorphology．Theproposedalgorithmemploysthegradientoperatortogaintheinterestedregionsintheimage．Basedonthemorphology-gradien