多方位结构元素路面裂缝图像边缘检测算法.pdf

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1、2242010．46(1)ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用多方位结构元素路面裂缝图像边缘检测算法李刚1，贺昱曜2LIGan91，HEYu-ya021．长安大学电子与控制T程学院，西安7100612．西北工业大学航海学院，西安7100621．SchoolofElectronicandControlEngineering，Chang’anUniversity，Xi’an710061，China2．SchoolofMarineEngineering，Northw

2、esternPolytechnicalUniversity，Xi’an710062，ChinaE—mail：lgl9930@163．comLIGang．HEYu-yao．Edgedetectionforroadcrackimagewithmultidirectionmorphologicalstructuringelements．Com-puterEngineeringandApplications。2010，46(1)：224-226．Abstract：Basedonthemathematicalmorp

3、hology，multidirectionmorphologicalstructuringelementsalgorithmisproposedaimingtothedifferentdistributingcharacteristicsbetweenthenoiseandthediseasepixeloftheroadimage．Thealgorithmu8esthemethodofthemaximaldistancesbetweenclassestoascertainthevariedgradientp

4、ixel．Thenitdoeserosionoperationbyusingbinarymorphologytoobtaintheedgeandremovethenoise．Comparedwiththetraditionaledgedetectionalgorithm，theproposedalgorithmhasrestrainednoisejammingeffectivelywhiledetectingtheroadcrackaccuratelyanditseffectisfine．Keywords：

5、edgedetection；mathematicalmorphology；structureelements；maximaldistancesbetweenclasses摘要：在数学形态学基础上，针对路面图像中噪声和裂缝类病害不同的像素分布特点，提出了多方位结构元素形态学边缘检测算法。该算法利用类间最大距离法确定路面裂缝图像中发生梯度变化的点，后对其采用多方位结构元素腐蚀操作，提取出路面裂缝边缘像素点并滤除噪声。实验结果表明：较传统的边缘检测算法，该算法在准确地检测路面裂缝边缘的同时有效地抑制了噪声干扰，检

6、测效果良好，运算速度快。关键词：边缘检测；数学形态学；结构元素；类间最大距离DOI：10．3778，j．issn．1002—8331．2010．01．067文章编譬：1002—8331(2010)01一0224—03文献标识码：A中图分类号：TP391．41在路面裂缝检测与识别系统中，图像边缘检测算法的优劣直接决定了裂缝识别的准确性等问题。文献【l一2】采用传统的微分算子法(Robeas，Sobel，Laplaeian，Canny准则算法等)求解二维实函数梯度，然后选取合适的阈值提取图像边缘。在图像没有受到

7、噪声干扰的情况下，这些算子的边缘检测结果都比较理想。但实际拍摄到的路面裂缝图像往往都不同程度地受到不均匀光照、阴影以及路面纹理等噪声的影响，在这种情况下，上述传统的边缘检测算子都存在“提升噪声”的缺点。如果进行减噪，往往连路面裂缝信息也被一同去除。文献131通过构造8个方向的Sobel模板对图像进行边缘检测。该算法对方向不敏感，能较好地检测出各个方向上裂缝的边缘。但是提取出的裂缝边缘存在着定位精度低、边缘不连续、对噪声敏感以及边缘是多像素宽等问题。文献[4—5】采用传统数学形态学方法对含有噪声的图像不经预处

8、理，在有效进行边缘检测的I司时滤除了噪声。但传统形态学算法只选择单一的结构元素进行腐蚀操作，这就不能有效地对各个方向上的裂缝边缘进行提取，只能使与该结构元素『司方向的边缘得到有效的保留，而与其方向不同的边缘就被腐蚀掉了。针对上述边缘检测算法存在的不足，深入分析了路面图像中裂缝类病害像素的区域特征，将采集到的路面裂缝图像利用类l’日J最大距离法确定其发生梯度变化的像素点，后对这些像素点采用多方位结构元素进行腐蚀操作