基于图像的桥梁裂缝检测算法.pdf

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1、基于图像的桥梁裂缝检测算法董安国。等基于图像的桥梁裂缝检测算法mage—basedBridgeCrackDetectionAlgorithm董瘩国象君旅伪艳每宏智(长安大学理学院，陕西西安710064)摘要：为了检测桥梁混泥土表面的裂缝，提出了基于图像的种子游走二值化桥梁裂缝检测算法。首先，随机产生一些种子点，使每个种子点在给定的规则下进行游走；接着，统计这些种子点的位置，将原始图像转化为二值化图像；然后，提取二值化图像的连通分量，构造连通分量的特性指标，消除噪声像素；最后，分析连通分量间的位置关系并进行拼接，提取出桥梁表面图像中的裂缝。试验结果表

2、明．裂缝检测算法具有稳定性高、对光照不均匀以及背景噪声的影响不敏感、检测效果好等特点。关键词：桥梁检测裂缝检测二值化连通分量噪声中图分类号：TP391文献标志码：AAbstract：Inordertodetectthecracksontheconcretesurfaceofbridge，theimage-basedseedwalkingbinarizationbridgecrackdetectionalgorithmisproposed．Firstly-someoftheseedpointsareproducedinrandom。andeachse

3、ediswalkinginaccordancewithgivenrole。thepositionsoftheseseedpointsaleaddedup。andtheoriginalimageisconvertedintobinaryimage．Then。theconnectedcomponentofbinaryimageisextractedtobuildthecharacteristicindexoftheconnectedcomponentandeliminatenoisepixel．Finally。thepositionalrelation

4、shipamongconnectedcomponentsisanalyzedandspliced；thusthecracksinimageofbridgesurfaceareextracted．Theexperimentalresultsindicatethatthiscrackdetectionalgorithmfeatureshighstabilityandgooddetectioneffect，aswellasitisinsensitivetotheunevenilluminationandbackgroundnoise．Keywords：B

5、ridgeinspectionCrackdetectionBinalizationConnectedcomponentNoise0引言定期对桥梁进行检测、及时发现病害，对保障桥梁的安全具有重要的意义[1‘4】。裂缝是危及桥梁安全且较难计测的一种破损类型。目前，基于数字图像处理的裂缝检测算法深受关注[5一引。文献[5]提出一种适应于沥青路面裂缝检测算法；文献[9]将快速Harr小波变换、快速傅里叶变换、Sobel和Canny算子这4种边缘检测方法应用于桥梁裂缝检测中；文献[12]利用多尺度空间模型。通过检测裂缝区域的边缘来提取裂缝。但是，当图像背景比

6、较复杂时，要想取得理想的检测效果。仍是一项有待于深入研究的课题。本文提出了一种桥梁裂缝检测算法。首先产生数量一定、位置随机的种子点；然后使每一个种子点在给定的规则下进行游走。直到这些种子点全部落入到地面上的“坑”或“沟”中；接着，统计这些种子点的位置，实国家自然科学基金资助项目(编号：11171043)：中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(编号：CHD201IJCOlO、CHD2012TDOl5)。修改稿收到日期：2012一09—26。第一作者董安国(1964一)，男，1987年毕业于西安交通大学应用数学专业，获硕士学位，教授；主要从事数值代数

7、、图像处理等方面的研究。《自动化仪表》第34卷第8期加13年8月现对原图像的二值化；最后，通过连通域分析，提取出桥梁表面图像中的裂缝。试验结果表明，裂缝检测算法稳定性好。检测效果优于Sobel算子和Canny算子。1种子游走算法含有裂缝的桥梁表面图像如图1所示，图像表面类似为一块有“坑”和“沟”的地面。首先在图像表面随机产生一系列种子点，让每一个种子点在给定的规则下游走，直到全部落人到“坑”和“沟”为止；然后统计这些个体的位置．将图像转化为一个含有“坑”和“沟”信息的二值化图像。(a}表向甲(b)表回已图1含有裂缝的桥梁混泥土结构表面图像Fig．1

8、Surfaceimagesoftheconcretestmctureofbridgecontainingcracks1．1