[发明专利]基于图像距离变换的混凝土裂缝检测方法

摘要

一种基于图像距离变换的混凝土裂缝检测方法，其步骤为：(1)计算机读取原始混凝土裂缝图像并预处理得到平滑图像(2)计算平滑图像的梯度值(3)标记平滑图像极大值像素点(4)标记平滑图像中裂缝种子点(5)连接裂缝种子点(6)裁剪部分种子点的连线(7)获取裂缝参数信息。本发明可以应用于混凝土裂缝检测领域，通过图像处理技术实现高速连续地从混凝土裂缝图像中获取裂缝的数量、长度、宽度信息。由于本发明采用了像素梯度值对称性分析法，并充分利用图像距离变换减少裂缝连接的计算量，因此具有抗背景干扰能力强，检测精度高、检测速度快的特点。

主权项

1.一种基于图像距离变换的混凝土裂缝检测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)计算机对读取的图像进行预处理：(1a)计算机读取图像采集卡从数字摄相机采集的待检测的混凝土裂缝图像，(1b)使用灰度转化公式，将待检测的混凝土裂缝图像作灰度化处理，得到灰度图像；(1c)使用高斯内核卷积处理公式，将灰度图像中的像素点，按从左至右、从上到下的顺序依次与高斯内核卷积，得到平滑图像；(2)计算平滑图像的梯度值：(2a)计算平滑图像中每一个像素点与其右边相邻及下边相邻的像素点的横向差值和纵向差值；(2b)使用梯度公式，根据横向差值和纵向差值，计算每一个像素点的梯度值，将所有梯度值组成梯度图像；(2c)使用梯度角度公式，根据横向差值和纵向差值，计算每一个像素点的梯度方向角度值，将所有梯度方向角度值组成梯度方向图像；(3)标记平滑图像局部极大值像素点：(3a)按照四象限划分法，将平面直角坐标系划分为四个象限，给梯度方向图像中每个像素点赋予一个象限序号，给梯度图像中像素点赋予与梯度方向图像中像素点相同的象限序号；(3b)按照最大值标记法，对梯度图像中的每一个像素点进行标记；(4)标记平滑图像中裂缝种子点：(4a)按照八象限划分法，将平面直角坐标系划分为八个象限，给梯度方向图像中每个像素点赋予一个象限序号，给梯度图像中像素点赋予与梯度方向图像中像素点相同的象限序号；(4b)按照对称像素点标记法，对梯度图像中的每一个像素点进行标记；(5)连接裂缝种子点：(5a)将梯度图像中的值不为0的像素点作为种子点，按照从左向右，从上到下的顺序依次对每个种子点进行编号；(5b)建立一个点集合、一个长度集合、一个边集合；(5c)将1号种子点放入点集合中；(5d)将点集合中的所有种子点作为计算变换距离的初始种子点，使用距离变换公式，计算初始种子点与其所有相邻种子点的变换距离；(5e)将与初始种子点变换距离最小的相邻种子点放入点集合中；(5f)将最小变换距离放入长度集合中；(5g)将初始种子点与变换距离最小的种子点连成的直线放入边集合中；(5h)判断是否所有的种子点都放入到点集合中，若是，则执行步骤(6)，否则,执行步骤(5d)；(6)裁剪部分种子点的连线：(6a)从长度集合中选取所有长度大于30个像素点的长度元素，将所选取的长度元素的值置为平滑图像的宽度值；(6b)从边集合中去除所有长度值与所选取的长度元素值相等的边元素；(7)获取裂缝参数信息：(7a)从边集合中选取所有长度值与平滑图像的宽度值不相等的边元素，将梯度图像中所选取的边元素的两个端点的像素点值置为1后形成多个连通域；(7b)找出每个连通域的任意两个端点之间的最长路径，将连通域中不在最长路径上的像素点的值置为0；(7c)将梯度图像中连通域的数量作为混凝土裂缝图像中裂缝的数量，连通域的位置作为混凝土裂缝图像中裂缝的位置；(7d)将梯度图像中连通域包含的像素点总数作为混凝土裂缝图像中裂缝的长度。