【摘要】：橋梁在我國(guó)交通事業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用,有力地保障了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)。大部分現(xiàn)代橋梁都是由鋼筋混凝土建設(shè)而成的,由于自然災(zāi)害的影響、建筑材料的老化以及超載、人為撞擊等因素,目前大部分投入使用的橋梁都或多或少地產(chǎn)生了病害。裂縫是橋梁常見的病害之一,不僅影響橋梁的正常使用,也會(huì)誘發(fā)其他病害,所以定時(shí)對(duì)橋梁進(jìn)行裂縫檢測(cè)是非常必要的。傳統(tǒng)人工檢測(cè)方法已不能滿足我國(guó)橋梁損傷、缺陷的檢測(cè)需求,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能的快速發(fā)展,基于圖像處理的橋梁裂縫檢測(cè)技術(shù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。由于橋梁所處地理環(huán)境較為復(fù)雜,且混凝土表面略為粗糙,采集到圖像往往存在光照不均勻、裂縫信息弱、噪聲多等情況,傳統(tǒng)裂縫檢測(cè)算法不能很好地解決這些問(wèn)題。本文設(shè)計(jì)出一套適用于混凝土高架橋表面的裂縫檢測(cè)系統(tǒng),系統(tǒng)由能量供應(yīng)模塊、圖像采集處理模塊構(gòu)成,其中最重要的是圖像采集處理模塊。通過(guò)工業(yè)攝像頭OV5640實(shí)時(shí)獲取圖像,對(duì)采集到的圖像進(jìn)行中值濾波處理,在背景減除的基礎(chǔ)上提出了一種基于灰度估計(jì)的自適應(yīng)閡值分割方法,較為準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)了裂縫的完整提取;根據(jù)圖像局部相異度特征,采用灰度相異性濾波方法濾除了大量偽裂縫像素點(diǎn);設(shè)計(jì)了一種基于形態(tài)學(xué)和連通域的多級(jí)濾波算法,在去除大面積噪聲點(diǎn)和噪聲小塊的同時(shí)實(shí)現(xiàn)裂縫斷裂片段的連接,較好地保證了裂縫的完整性。為了有效區(qū)分圖像中剩下的裂縫片段和水漬、凹槽、孔洞等非裂縫片段,本文設(shè)計(jì)了一種基于SVDD的裂縫識(shí)別算法,提出了灰度差比結(jié)合圓形度、面積占比、偏心率、填充度4個(gè)形狀特征的裂縫識(shí)別特征向量構(gòu)建方法,并構(gòu)造了非裂縫樣本庫(kù)實(shí)現(xiàn)SVDD裂縫識(shí)別模型的訓(xùn)練。最后用實(shí)際采集到的混凝土表面圖像進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到本文算法的識(shí)別準(zhǔn)確率為94.92%,滿足工程應(yīng)用的實(shí)際需求,具有很高的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。
【圖文】：

圖２＿３中值濾波后圖像逡逑Ｆｉｇ．２－３邋Ｃｏｎｃｒｅｔｅ邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ｉｍａｇｅｓ邋ａｆｔｅｒ邋ｍｅｄｉａｎ邋ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ逡逑在圖２－１中加入椒鹽噪聲，使用中值濾波濾除噪聲，得到圖２＿３。觀察處理后的圖逡逑像，可以看出中值濾波對(duì)圖像中的噪聲和孤立點(diǎn)有較好的處理效果，同時(shí)也能夠兼顧逡逑邊界和圖像細(xì)節(jié)，較好地保留了裂縫的邊緣信息。因此在處理混凝土裂縫圖像時(shí)使用逡逑中值濾波可以取得較為理想的結(jié)果。逡逑２．２．３閾值濾波逡逑為了在保護(hù)圖像邊緣和細(xì)節(jié)的同時(shí)提高濾波速度，一些基于傳統(tǒng)濾波算法的改進(jìn)逡逑方法被提出。閾值濾波［２６】算法是一種基于均值濾波的改進(jìn)非線性濾波算法，濾波效果逡逑好且圖像處理速度快，很好地解決了均值濾波存在的弊端。逡逑和均值濾波相似，閾值濾波也是取鄰域像素的均值作為濾波后中心像素的值。不逡逑同的是，在計(jì)算均值時(shí)，閾值濾波并不將中心像素點(diǎn)考慮進(jìn)去，，而是將其剔除，只計(jì)逡逑算其周圍像素點(diǎn)的灰度均值。若圖像中含有噪聲點(diǎn)

／（〖，＿／）、＜？（〗，刀分別為濾波前后圖像點(diǎn)（〗，ｙ）處的灰度值。逡逑這樣就可以既保留了圖像的細(xì)節(jié)信息，又去除了大的噪聲。取尸１邋＝邋１５、Ｐ２邋＝邋１５７，逡逑原圖２－１經(jīng)過(guò)閾值濾波后的結(jié)果如下圖所示。逡逑加入噪聲后圖像邐３ｘ３模板的閾值濾波逡逑■Ｈｌｉ逡逑ＩＭ—邐ＩＢ—逡逑ＨＨＨ１邐ＢＨＨＩ逡逑圖２＊４閾值濾波后圖像逡逑Ｆｉｇ．２－４邋Ｃｏｎｃｒｅｔｅ邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ｉｍａｇｅｓ邋ａｆｔｅｒ邋ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ邋ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ逡逑雖然閾值濾波速度快，但對(duì)椒鹽噪聲的濾波效果并不好，且ＰＩ、Ｐ２的值需要在逡逑實(shí)踐中手動(dòng)調(diào)節(jié)直到結(jié)果滿意，因此并不適合混凝土圖像的實(shí)時(shí)預(yù)處理。逡逑２．２．４去噪結(jié)果的客觀評(píng)價(jià)逡逑為了驗(yàn)證傳統(tǒng)均值、中值濾波和閾值濾波對(duì)圖像的去噪效果，選取實(shí)際采集到的逡逑１１逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP391.41;U445.71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2594190