基于匀光处理的自适应裂缝分割与提取算法-论文.pdf

《基于匀光处理的自适应裂缝分割与提取算法-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第l4卷第7期2014年3月科学技术与工程Vo1．14No．7Mar．20141671—1815(2014)07—0072—06ScienceTechnologyandEngineering⑥2014Sci．Tech．Engrg．基于匀光处理的自适应裂缝分割与提取算法范新南’巫鹏顾丽萍史朋飞(物联网工程学院，江苏省输配电装备技术重点实验室，河海大学，常州213022)摘要针对光照不均匀与水体模糊效应导致水下图像中建筑物裂缝提取难度增加的问题，提出一种基于匀光处理的自适应阈值分割算法。首先，通过对全局图像进行匀光处理。在保护纹理信息的同时消除亮度分布

2、不均的问题。然后，使用Hes—sian矩阵去除部分非裂缝信息，根据处理前后图像直方图的变化自适应确定分割阈值。最后，使用张量投票对分割结果进行线性增强，以实现去除噪声、连接裂缝片段的效果。实验结果表明：该算法不仅能对水下光照不均匀图像中的弱裂缝进行有效分割提取，同时也适用于常见水上裂缝图像。关键词水下裂缝图像匀光处理Hessian矩阵阈值分割张量投票中图法分类号TP391．41；文献标志码A目前，中国在大坝建设方面已经取得了举世瞩Fujita等人H先对图像进行背景差法去除光照影目的成就；但是在特高坝的建设、病险坝除险加固过响，再使用Hessian矩

3、阵增强线性结构，最终通过阈程中涉及到混凝土裂缝的检测方法仍有待发展。值分割提取裂缝。Jahanshahi等人通过3D场景相对于传统人工检测裂缝的方法，基于机器视觉的重建获取深度信息，从而提取出裂缝。Yamaguchi裂缝检测已经成为建筑物裂缝检测领域重要的无损等人提出渗流模型进行大面积混凝土表面裂缝检测方法之一；其具有处理速度快、客观等优点；与快速检测。Sun等人使用基于稀疏表示的激光其他检测方法相比视觉检测更加直观，更便于人类的3D路面裂缝检测，其算法可以避免路面标记和理解。因此，针对大坝裂缝的自动检测，具有重要的阴影的影响。张雷等人根据仿生学原

4、理将图像实际意义和广阔的应用前景。根据背景亮度划分为低暗区、中间区和高亮区，分别常见裂缝有两大显著特征：一是灰度值比背景采用不同的公式计算边缘阈值来分割图像。王晓明低，二是具有线性特征。在水下环境中，由于水体对等人¨提出一种基于多图像和多分辨率的路面裂光线的散射与吸收作用，导致水下裂缝成像质量受缝检测方法。徐威等人¨对路面裂缝图像分块灰影响，通常需要使用辅助光源；但裂缝的第一大显著度校正后，根据灰度稀疏性全局对比度计算粗尺度特征是在水下复杂环境中受辅助光源影响较大，光下的裂缝显著值，利用裂缝连续性特点对裂缝显著照不均匀导致图像中出现与裂缝灰度值接近

5、甚至更度增强，最后采用自适应阈值分割提取裂缝。宋蓓低的背景，传统的算法无法直接进行裂缝提取。常蓓等人¨利用裂缝相对于路面的亮度、几何纹理等用的处理光照问题的方法有背景差分法J、Mask特征差异，提出了一种基于FCM图像分割和形态学法、同态滤波法等，但是这些方法在处理光照的沥青路。问题时，削弱了图像中的纹理信息，容易造成裂缝信综上所述，对于裂缝检测有许多研究成果，常见息损失，导致后续裂缝提取不完整。的如基于阈值分割、边缘检测以及机器学习等方法。许多学者对裂缝提取展开研究，Zou等人针以上方法都是针对水上环境的裂缝分割，并不完全对路面阴影图像进行阴影去

6、除，再使用亮度差分法适用于水下复杂环境下的裂缝检测。基于此，本文进行裂缝分割。Li等人提出F种子生长法进行针对水下裂缝检测，提出一种基于匀光处理的自适裂缝的自动检测，仅对局部进行处理，提高了效率。应裂缝分割与提取算法。首先，通过匀光算法，对图像进行具有纹理保持功能的匀光处理，以消除光照2013年10月10订收到国家自然科学基金项目(61273170)、造成的背景亮度不均匀的现象。然后，根据Hessian高等学校博士学科点专项科研基金(20120094120023)资助矩阵特征值¨去除部分非裂缝像素点，再根据图像通信作者简介：巫鹏，男。河海大学硕士研

7、究生。研究方向：通直方图前后变化情况，自适应设定分割阈值，对图像信与信息系统。E-mail：wupeng218@126．COnl。进行阈值分割，得到裂缝片段信息。最后，使用张量投票¨对裂缝片段进行投票，将碎裂的裂缝片段进7期范新南，等：基于匀光处理的自适应裂缝分割与提取算法73行连接，使裂缝得以完整展现，再经过连通域去噪，均值和标准差可以从式(4)计算得到：最终准确分割出裂缝。该算法结合匀光处理、自适=耋=耋c一，c4应阈值分割和张量投票，可以克服光照不均匀的影响，并且同时利用裂缝的两大显著性特征对裂缝进式(4)中，N表示区域内的像素总数，表示第i

8、个行识别。像素的灰度值。自适应阈值分割原始裂缝图像的直方图分布通常无明显规则；图l裂缝提取流程图经过匀光处理后，直方图表现