基于特征点集距离描述的裂缝图像匹配算法研究.pdf

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1、第37卷第12期2016年12月仪器仪表学报ChineseJournalofScientificInstrumentV01．37No．12Dec．2016基于特征点集距离描述的裂缝图像匹配算法研究术朱力强，王春薇，王耀东，余祖俊，郭保青(北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044)摘要：定期进行裂缝检测、监测重点裂缝的变化对建筑物安全十分重要。由于外部环境及拍摄设备的原因，不同时间拍摄的同一裂缝图像会存在亮度、裂缝位置的不同，为此提出了一套裂缝图像匹配算法，能够在图像库中识别含指定裂缝的图像，以达到监测危险

2、裂缝发展的目的。该算法首先对裂缝图像进行预处理，采用MASK算法进行匀光处理，采用基于连通区域的滤波方法去除图像中的噪声，提取出只含裂缝的二值图像；而后利用Harris检测算子获取裂缝的角点为特征点集；最后采用基于Fr6chet距离以及Hausdorff距离的点集配准算法进行特征点的配准。采用100张墙面和路面裂缝图像进行了实验，配准的成功率可达到90％。关键词：裂缝检测；角点检测；图像处理；裂缝匹配中图分类号：TH39文献标识码：A国家标准学科分类代码：510．4050Algorithmofcrackimages

3、matchingbyfeaturepointssetdistancedescriptionZhuLiqiang，WangChunwei，WangYaodong，YuZujun，GuoBaoqing(SchoolofMechanical，ElectronicandControlEngineering，BeifingJiaotongUniversity，Beijing100044，China)Abstract：It’sveryessentialtodetectcracksregularlyandmonitordange

4、rouscracksforbuildings’safety．Duetodiffenercesonoutsideenvironmentandthecapturingdevices，imageswithsamecrackstakenatdifferenttimeswouldbedifferentinbrightnessandthelocationofcracks．Thus，thispaperproposesacrackimagematchingalgorithmwhichcanrecognizeimagesinclud

5、ingspecificcracksexistinginimagedatabases，inordertomonitorthegrowthofthesedangerouscracks．Preprocessingalgorithms，i．e．，MaskDodging，areusedtoimproveunevenillumination．Filteringalgorithmsbasedonconnectedcomponentsareutilizedtoremovenoises．Thebinarycrackimageonly

6、includingthecrackcanbeextractedwiththresholdsegmentation．ThenfeaturepointssetisconstructedwithobtainedcornersusingHarriscomerdetector．Finally，aregistrationalgorithmbasedonFr6chet—distanceandHausdofff-distanceisproposedtomatchtwopointsets．Experimentswith100wall

7、andpavementcrackimagesprovethattheaccuracyoftheproposedalgorithmcanbeupto90％．Keywords：crackdetection；cornerdetection；imageprocessing；cracksmatching1引言裂缝病害广泛存在于公路路面、桥梁隧道表面和混凝土墙面等建筑物结构中，由于混凝土脱水，引起收缩产生；或者受温度高低的温差影响，引起胀缩不均匀而产生的；或者受长期外力载荷与地质变化，导致结构局部形变产生。裂缝影响美观的同时还

8、可能对建筑物造成深层次的危害，表面裂缝可发展成具有破坏性的贯穿裂缝和深层裂缝，破坏结构的整体性，从而带来无法估量的危险。所以进行定期的裂缝检测，并观察重点裂缝的变化变得尤其重要。检测裂缝的方法主要有超声波检测法、冲击弹性波检测法、声发射检测法、光纤传感检测法以及图像处理检测法’“。随着计算机科学和数字图像处理技术的发展，图像处理方法越来越多的应用到裂缝检测中