[发明专利]一种多雾天气下大坝邻接图像裂缝骨架提取方法

说明书

本发明提供了一种多雾天气下大坝邻接图像裂缝骨架提取方法，属于图像处理领域。其技术方案为：对具有邻接裂缝的两幅大坝图像建立图像的雾天退化模型；通过求取雾天退化模型中的透射率以及大气光值两个参数，对图像进行雾天退化的逆操作；对邻接的两幅图像的每个像素进行矩阵计算；提取图像的特征点；完成邻接图像的特征点匹配，确认存在较多匹配的特征点，计算单应矩阵，进行图像融合将邻接的两幅图像融合成一副图像；运用遗传算法对融合后图像进行分割操作得到融合图像的裂缝骨架。本发明的有益效果为：在多雾天气下准确提取相邻图像间存在的共有裂缝的大坝邻接图像裂缝骨架提取方法。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种多雾天气下大坝邻接图像裂缝骨架提取方法。

背景技术

我国已建成各类水库97721座，占世界大坝总量的50％以上。不过大坝存在的问题同样严重。我国大坝大多建于上世纪50至70年代，土石结构的大坝占据主要部分，大坝的使用寿命约为50年，同时大坝设施的老化问题同意严重。大坝一旦决堤，冲毁房屋、田地、工业设施、铁道等等，会给国民经济造成巨大的影响。中国近半数大坝存在安全隐患。根据目前统计数据现有大型病险水库141座，约占大型水库的40％，中型病险水库1091座占中型水库的41％，小型病险水库共29146座，占小型水库36％，这些水库均未得到除险加固，防洪隐患依然十分严重，老化病害普遍存在，电站设备和管理都相对陈旧。其中绝大多数长期以来停留在人工现场操作状态，大多靠人工观测收集数据、报告运行情况、根据调度命令进行现地操作。数据受人为因素影响误差较大，而且运行维护劳动强度大，数据采集周期长，难以全面、适时地了解闸坝工况，1954至2005年，中国平均每年有68座大坝毁坝。中国大坝的年均溃坝率是世界平均溃坝率的4倍多。大坝裂缝，作为大坝最常见的一种病害，是大坝垮坝的最大安全隐患。裂缝不仅仅存在大坝表面，大坝的裂缝同时还会不断的像大坝结构体的内部延伸发展，可能会造成大坝更大的损害。

目前基于图像处理技术的裂缝检测取得了众多研究成果。总的来说主要有三个研究方向。第一个方向是完全使用传统的图像处理技术来进行检测。第二个方向是改进传统的图像处理技术来进行检测。第三个方向是将其他领域的技术引入图像处理领域或者设计新的图像处理技术。对于传统的裂缝图像，上述研究已经能够较好地检测出裂缝。而大坝裂缝有着很多复杂的情况，例如光照不均匀，噪声种类繁多、分布无规律，背景纹理复杂，大坝图像在多雾天气下对比度低，多幅图片连续处理存在图片间裂缝的可能，再准确定位裂缝大小以确保优先级维护时，现有检测方式很难准确提取相邻图像间存在的共有裂缝。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在多雾天气下准确提取相邻图像间存在的共有裂缝的大坝邻接图像裂缝骨架提取方法。

本发明是通过如下措施实现的：一种多雾天气下大坝邻接图像裂缝骨架提取方法，其特征在于，该方法包括：

步骤(1)：对具有邻接裂缝的两幅大坝图像建立图像的雾天退化模型；

步骤(2)：通过求取雾天退化模型中的透射率以及大气光值两个参数，对图像进行雾天退化的逆操作，以取消空气中介质以及大气光对物体成像造成的信息损失，求得邻接的两幅图像的最终图像；

步骤(3)：对邻接的两幅图像构建矩阵，对邻接的两幅图像的每个像素进行矩阵计算，从而得到图像的尺度不变特征，对图像进行特征提取；

步骤(4)：提取图像的特征点；

步骤(5)：完成邻接图像的特征点匹配，确认存在较多匹配的特征点，再筛选优质匹配特征点，计算单应矩阵，进行图像融合将邻接的两幅图像融合成一副图像；

步骤(6)：运用遗传算法对融合后图像进行分割操作得到融合图像的裂缝骨架。

所述步骤(1)中雾天退化模型，具体如下：模拟大坝的反射光经过大气介质各种折射之后入射到成像设备中，雾天空气中的介质会导致成像信息的损失，导致最后成像呈现出的雾化效果。