道路病害形态特征的图像分析.pdf

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1、第36卷第4期武汉工程大学学报V01．36NO．42O14年4月J．WuhanInst．Tech．Apr．2014文章编号：1674—2869(2014)04—0070—06道路病害形态特征的图像分析洪汉玉，章秀华，程莉，罗枭，王万里(武汉工程大学图像处理与智能控制研究所，湖北武汉430205)摘要：路而裂缝是道路病害的主要表现，在路面裂缝的检测过程中，为了准确、详细记录路面裂缝信息，需要对裂缝病害的形态特征进行分析，针对这一问题，提出了道路病害形态特征的图像分析方法．首先，对提取后的路面裂缝进行膨胀处理，连接断裂的裂缝；然后通过细化处理。得到具有单像素

2、宽裂缝的裂缝骨架；最后采用游码和链码统计裂缝的像素数目和几何形态特征，实现对路面裂缝的特征参数值获取及量化描述．结果表明该裂缝图像分析方法对道路裂缝形态特征的描述和统计有效，具有实用价值．关键词：道路病害；路而裂缝；形态特征；图像分析中图分类号：TP391文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1674—2869．20l4．04．015缝图片进行处理，使用CrackTree方法找到整个0引言裂缝区域，运算速度大大提高，但CrackTree起点目前，我国公路养护勘查技术已经部分实现和终点的确定仍然是一个有待解决的问题．了自动化，但是很多具体工作

3、还是需要人工完成．对路面裂缝进行测评的过程就是统计裂缝详人工方式效率低、投资大、安全性差，影响交通，数细信息的一个过程．根据交通部对路面病害检测据精度难以保证，并且无法对采集的信息做性能标准的要求，需要知道病害的形态如位置、长度、分析．随着传感技术和数字图像处理技术的发展，宽度和面积等统计信息．基于视频图像的道路裂缝检测技术具有良好的经笔者针对提取出的道路裂缝病害信息进行裂济效益和发展潜力．裂缝是公路路面的常见病害缝的性能分析，通过膨胀和细化处理获得裂缝骨类型，属于二维线状病害．我圈公路主要以沥青路架，利用游码和链码信息记录裂缝的几何形态特面和水泥混凝土

4、路面为主，水泥混凝土路面病害征，对裂缝检测结果进行特征定义和描述，完成裂中，裂缝、破碎板、板角断裂等也属于二维线状病缝病害的形态特征分析．害．国内外对病害图像处理的测评方法主要是传1裂缝膨胀处理统人处理方法，通过在现场或者拍摄的车载图像来确定裂缝的信息，这种方法虽然技术要求低，先采用基于非负性特征的裂缝提取方法对路但是人工成本高，有用信息量低，并且信息获取不面图像进行裂缝提取]．为了连接裂缝提取过程稳定，无法进行路面病害的定量分析；龙建武提出中因灰度信息微弱而出现断裂的裂缝，采用膨胀了利用灰度校正与自适应最小误差阈值分割的裂处理方法．膨胀操作是形态学处理

5、的基础．A和B缝提取处理方法，该方法能快速有效对裂缝进是z中的集合，为空集，A被B膨胀的定义为：行提取，但仅仅能判断该区域是否存在裂缝，而无AoB一{『[(BnA2≠}，(1)式(1)是以得到B的相对于它自身原点的映像并法对裂缝进行评估，不能满足现代公路管理的需求；Nejad等人提出BP神经网络方法．采用非线且由r对映像进行位移为基础的．A被B膨胀是所有位移工的集合，这样B和A至少有一个元素性分类算法对后期裂缝分类检测～、，这种方法能是重叠的，为了保持裂缝特征的连续性，防止裂缝判断路面病害类型，但由于处理算法比较复杂，且提取的不完整，笔者利用膨胀处理使得

6、部分断开无法对裂缝的性能做出统计和描述，难以推广利的裂缝连接起来．用；Zou研究了CrackTree方法在裂缝提取分析中的应用，提出了采用张量投票算子的方法对裂收稿日期：2014—03—24基金项目：吲家自然科学基金面上项目(61175013，61305039)；湖北省自然科学基金创新群体项目(2012FFA046)作者简介：洪汉玉(1964一)．男．湖北阳新人，教授，博士，博士研究生导师．研究方向：图像识别与智能控制研究．第4期洪汉玉，等：道路病害形态特征的图像分析以便更好分析图像．2裂缝细化处理0255O00图像细化处理是为了提取目标的骨架，即将O2

7、55255255原图像中线条宽度大于一个像素的线条细化成只有一个像素宽的骨架，形成骨架后易于分析图像，0255255255255如提取图像的特征．细化的基本思想是“层层剥(a)处理模板a(b)处理模板b夺”，即从线条边缘开始一层一层向里剥夺，直到图2处理模板线条的宽度只有一个像素为止．进行细化算法前Fig．2Processingtemplate要先对图像进行二值化，细化算法如下：在图像中取检测点的8个邻域(由于是并行3基于链码跟踪的路面裂缝描述细化，有些模板要扩展为12邻域)，如图1所示，游程码可用来记录连续的白色像素和黑色像图1(a)中O为检测点，z为

8、其相邻点．事实上素的数目]，链码可用于边界描述和特征提取，比经过细化算法的8个经