[发明专利]基于灰度峰值的裂缝位置查找方法

摘要

一种基于灰度峰值的裂缝位置查找方法，包括以下步骤1)初始化，对于目标图像进行灰度变换和负相变换转换为负相灰度图，同时设定初始阈值；2)裂缝目标像素点的链式搜索，基于灰度峰值的目标像素点查找算法流程如图2所示；3)排除置信区间外的可疑点，利用高次曲线拟合裂缝。本发明提供一种对背景中的离散噪声点抑制能力较好，采用灰度峰值链式搜索和曲线拟合实现裂缝位置查找的方法。

主权项

一种基于灰度峰值的裂缝位置查找方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1)初始化，对于目标图像进行灰度变换和负相变换，将其转换为负相灰度图，同时设定初始阈值，过程如下：1.1)采用RGB彩色空间下的灰度变换，将原本的彩色图像变换为灰度图，将灰度图进行负相变换，即将原本代表裂缝的较小灰度值变为较大值；1.2)定义查找过程中的阈值：num1为单次连续查找的裂缝目标像素点数，tre_high、tre_low为判断目标的标准差阈值上下限；2)裂缝目标像素点的查找，过程如下：2.1)对于步骤1.1)中的负相灰度图，首先查找最大的灰度像素值，并记录其坐标位置(xi，yi)，定义其索引值为indexi＝n_i，其中n代表查找全局峰值的循环次数，i代表单次查找过程中的目标索引值，i＝1,2,3,…,num1；2.2)顺时针遍历(xi，yi)点的直接邻接像素点p1、p2、p3、p4，计算目标像素点(xi，yi)及其直接邻接像素点p1、p2、p3、p4的标准差，记为stdi，若stdi满足tre_low＜stdi＜tre_high，i≤num1，则查找像素点p1、p2、p3、p4中的最大值pmax，并将该像素点加入到当前查找过程，此时i＝i+1，并将pmax记为下一个目标像素点(xi，yi)，定义其索引值indexi＝n_i；重复步骤2.2)，直到stdi超出了tre_high、tre_low所限定的标准差阈值上下限或者查找次数i超出了num1所限定的单次连续查找裂缝目标像素点数，则结束本次查找；2.3)在查找过程中，将之前单次查找中被吸收为目标像素点矩形区域内的像素值置零；结束了步骤2.2)所述的单次查找后，计算原灰度图中的类间方差值，将所有被吸收为目标像素点的类记为cg，类cg点数占图像比例为wcg，平均灰度为ucg；将未加入索引的背景记为cb，类cb点数占图像比例为wcb，平均灰度为ucb，则此时图像的总平均灰度为：un＝wcg*ucg+wcb*ucb，类cg和类cb的类间方差为：gn＝wcg*(ucg‑un)2+wcb*(ucb‑un)2    (1)将当前次类间方差gn与前次类间方差gn‑1相比较，n≥2，若gn＜gn‑1，则跳到步骤2.4)；反之，则继续查找剩余未被吸收为目标的像素点中的全局最大值，并重复以上步骤，此时的n＝n+1；2.4)结束目标像素点的查找；3)曲线拟合裂缝，过程如下：3.1)得到目标像素点(xi，yi)的x值与y值，对于小范围内的单条裂缝，根据回归分析中逆函数y＝b0+b1/x来拟合此函数关系，令x′＝1/x，则y＝b0+b1*x′，则利用线性回归模型得到拟合yi＝f(xi)曲线；其中x是自变量，y是自变量x的函数；对于图像，将行坐标作为x值，列坐标作为y值，图像左上角作为原点，即将标准的直角坐标系顺时针旋转90°，x轴指向下，y轴指向右；3.2)采用残差分析计算拟合函数的各残差分布特征，并求得k个奇异点集合(c1，c2，...，ck)；3.3)将得到的k个奇异点集合排除，对剩余目标对象进行三次曲线的拟合，输出高次曲线的拟合结果并结束。