原文传递
地铁隧道表面图像裂缝识别算法研究
| 论文题名： | 地铁隧道表面图像裂缝识别算法研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;表面裂缝;识别算法;宽度计算;图像处理 |
| 摘要： | 裂缝是隧道病害的一种，严重影响了隧道的安全，有效地检测隧道表面裂缝对于隧道的安全至关重要。隧道表面图像普遍存在着光照不均匀，目标对比度低，背景纹理复杂，噪声干扰严重等问题。而检测传统图像裂缝，例如混凝土表面、沥青路面裂缝等的算法不能很好地适用于隧道表面图像。本文提出了一种基于图像处理的地铁隧道表面裂缝的识别与宽度计算的算法，有效地解决了隧道表面图像的各种复杂问题，准确识别出了裂缝并在像素域计算了裂缝的宽度。 本文首先利用Mask匀光和灰度级腐蚀等预处理算法改善隧道表面图像的质量，平衡图像的光照，增强裂缝的对比度，以便后续的处理。而后提出了一种基于特征分析的多级滤波算法，包括基于矩形模板的滤波，基于连通区域的滤波和基于Hough变换的线性特征滤波。多级滤波过程滤除了图像中的大量背景成分和纹理噪声。 为区分裂缝和各种伪裂缝片段，本文设计了一种基于SVM的裂缝识别算法，利用前处理算法构造裂缝和非裂缝的样本库，设计样本特征构造特征向量来训练SVM，采用交叉验证和网格搜索法选择SVM的参数，最后分别对传统图像和北京地铁1号线隧道表面图像进行实验。实验结果表明，该算法对传统图像的识别准确率为97％，对隧道表面图像的识别准确率为81％。 在裂缝宽度计算上，本文提出了一种二值图像与灰度图像相结合的算法，首先在二值图像上计算裂缝的骨架点，然后滤除骨架图上的大量毛刺，进而提出一种两步边缘连接算法连接隧道表面图像上紧邻的裂缝片段。最后在灰度图像的对应位置寻找裂缝点的法向线型邻域，提出了宽度计算的1-σ准则，在像素域计算了裂缝的宽度。 |
| 作者： | 白彪 |
| 专业： | 检测技术与自动化装置 |
| 导师： | 朱力强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
