改进渗流模型的混凝土路面图像裂缝检测算法研究

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1、分类号TP391.41密级公开UDC004.9学位论文编号D-10617-308-(2016)-02023重庆邮电大学硕士学位论文中文题目改进渗流模型的混凝土路面图像裂缝检测算法研究英文题目TheImprovedAlgorithmofConcretePavementCrackDetectionBasedonPercolationModel学号S130201023姓名郭阳学位类别工学硕士学科专业计算机科学与技术指导教师瞿中教授完成日期2016年3月30日重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要随着我国经济的飞速发展，建设的公路、隧道也越来

2、越多，随之而来的混凝土表面维护工作也越来越繁重。裂缝是水泥混凝土表面常见的病害之一，同时裂缝会对混凝土受力结构产生巨大影响。基于数字图像处理的裂缝检测技术具有检测设备简单、成本低，检测过程方便快捷等优点，克服了传统人工检测效率低，检测结果受人为影响较大的缺点，逐步成为当今主流的裂缝检测技术。本文主要对基于渗流模型(PercolationModel)的裂缝检测算法进行研究和改进，针对渗流算法准确率高、效率低的特点，通过裂缝预处理算法，降低渗流算法需要处理的像素点个数，从而提高算法效率。同时，提出对渗流处理的结果进行第二次渗流和对检

3、测过程中由于漏检而导致的断裂裂缝进行修复来保证算法的精确率。最终设计并实现一个混凝土表面裂缝检测系统。本文的主要研究工作包括：1.深入研究基于渗流模型的裂缝检测算法，针对渗流模型检测效果优秀，但效率较低的问题，提出裂缝预提取算法来提高渗流算法的效率，该算法通过将图像划分为若干包含重叠区域的窗口，并将每个窗口中灰度值较低的像素提取出来，最后将每个窗口提取出的像素点进行统计，筛选。实验结果证明，该算法能够大致检测出裂缝所在的位置和裂缝的基本形状。2.提出第二次渗流处理算法来提高渗流检测算法准确率。二次渗流是在原渗流结果的基础上，对认

4、定为裂缝像素点，并且周围未进行渗流处理的像素点进行渗流处理，保证裂缝检测的准确性。3.提出对检测过程中产生的断裂裂缝进行连接的算法。裂缝连接算法是首先对裂缝进行孔洞填充、平滑等预处理操作，之后运用张快速并行算法和8方向链码提取裂缝骨架，并获得裂缝的走势，之后分析出裂缝可能的断裂位置，最终对漏检造成的断裂裂缝进行修复。4.设计开发出准确、高效的混凝土表面的裂缝检测系统。该系统通过对输入的裂缝图像运用本文提出的算法进行处理，最终得到包含裂缝信息的二值图像，方便研究人员进行后续研究。关键词：图像处理，裂缝检测，渗流模型，裂缝预提取I重

5、庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofChina'seconomy,therearemoreandmoreconcretehighwaysandtunnels.Themaintenanceoftheconcretesurfaceisbecomingimprotant.Inparticular,crackontheconcretesurfaceisoneoftheearliestindicationsofdegradation.Itwillseriouslydama

6、gethestructureofconcrete.Theconcretesurfacecrackdetectionmethodbasedonthedigitalimageprocessingismuchmoreeffectivethanthemanualinspection,suchassimpledetectionequipment,lowcost,convenientoperation.Itbecomespopularcrackdetectiontechnology.Thisthesismainlyresearch,thec

7、rackdetectionmethodbasedonthepercolationmodel.First,thepercolationalgorithmhasthefeaturesofhighaccuracyandlowefficiency.Toensureahighefficiency,thisthesisproposedapre-extractionmethodtoreducethenumberofpercolatedpixels.Second,toensureahighaccuracy,thisthesisproposeda

8、secondpercolationprocessingalgorithmtopercolatetheresultofthefirstpercolationprocessing,andreconnectedthefracturedcrackscausedbymis