一种桥梁裂缝检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种桥梁裂缝检测方法及系统，所述方法包括：S1，对桥梁裂缝区域进行图像采集；S2，采用小波变换将裂缝区域外的纹理和细节影响最小化；S3，采用图像形态学分析方法去除图像中噪声块，初步分割出裂缝信息；S4，采用裂缝连接方法将断开的裂缝连接起来，再将连线之间的小块连通域填充，进而分割出完整裂缝，实现桥梁裂缝检测。本发明专利技术在检测裂缝的时候不会破坏裂缝连接性，不影响裂缝区域内部或者边缘像素之间的连接性，从而能够真实表示出裂缝的完整骨架结构，提升了桥梁裂缝检测的可靠性，有利于对桥梁损坏程度进行准确的评估。

A Bridge Crack Detection Method and System

【技术实现步骤摘要】
一种桥梁裂缝检测方法及系统
本专利技术涉及桥梁工程
，特别是涉及一种桥梁裂缝检测方法及系统。
技术介绍
随着我国经济发展、城市化进程加快、高铁等国家工程飞速发展，在公路、铁路或是城市农村水利建设中，修建的跨越障碍的各类桥梁数目日益激增，桥梁在国民经济发展中起着举足轻重的作用，同时也是我国综合实力的一种体现。桥梁作为道路、公路、铁路等交通系统的枢纽，需要定期的对其健康状况做出评估，而桥梁裂缝作为最主要的桥梁病害之一，严重影响着桥梁的安全运营，更为严重的会发生桥毁人亡的事故。因此，对桥梁裂缝进行检测至关重要。传统的人工检测方法工作危险性大、作业成本高，且工作效率低。因此，目前发展了一些基于图像处理算法的桥梁裂缝检测方法，以解放人力，但现有技术的桥梁裂缝检测方法，在对裂缝图片进行图像检测时，会对裂缝区域内部或者边缘像素之间的连接性造成破环，使得裂缝的连续性发生变化，影响了桥梁裂缝检测的可靠性。
技术实现思路
为此，本专利技术的一个目的在于提出一种桥梁裂缝检测方法及系统，以提升桥梁裂缝检测的可靠性。根据本专利技术提供的桥梁裂缝检测方法，包括：S1，对桥梁裂缝区域进行图像采集；S2，采用小波变换将裂缝区域外的纹理和细节影响最小化；S3，采用图像形态学分析方法去除图像中噪声块，初步分割出裂缝信息；S4，采用裂缝连接方法将断开的裂缝连接起来，再将连线之间的小块连通域填充，进而分割出完整裂缝，实现桥梁裂缝检测。上述桥梁裂缝检测方法，在采集到桥梁裂缝区域的图像后，先采用小波变换将裂缝区域外的纹理和细节影响最小化，对图像中的裂缝部分进行突出，然后采用图像形态学分析方法去除图像中噪声块，初步分割出裂缝信息，避免噪声干扰，最后采用裂缝连接方法将断开的裂缝连接起来，再将连线之间的小块连通域填充，进而分割出完整裂缝，能够在检测裂缝的时候不会破坏裂缝连接性，不影响裂缝区域内部或者边缘像素之间的连接性，从而能够真实表示出裂缝的完整骨架结构，提升了桥梁裂缝检测的可靠性，有利于对桥梁损坏程度进行准确的评估。另外，根据本专利技术上述的桥梁裂缝检测方法，还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，S2，采用小波变换将裂缝区域外的纹理和细节影响最小化的步骤具体包括：S21，以对应的小波函数簇将信号展开，用不同时移、不同尺度的一系列小波函数的线性组合将信号表示出来，小波系数即是线性组合中每部分的系数，信号在某个尺度下的小波分量为该尺度下不同时移的小波函数的线性组合；S22，使用小波算法对去模糊后的图像进行粗分割，选用sym4函数作为小波基函数，进行二层小波分解。进一步地，S3，采用图像形态学分析方法去除图像中噪声块，初步分割出裂缝信息的步骤具体包括：S31，将小波处理后的图像先进行腐蚀操作去除细小噪声点，将裂缝轮廓相应腐蚀掉，然后再采用膨胀操作将裂缝轮廓恢复原状；S32，在二值化图像中对连通域进行处理，以进行面积剔除；S33，对闭运算后的图像连通域进行面积运算，去除小于阈值面积的连通域，最终将面形态学处理后的二值化图像重构，以去除图像中噪声块，初步分割出裂缝信息。进一步地，S4，采用裂缝连接方法将断开的裂缝连接起来的步骤具体包括：S41，获得包含分段裂缝区域的最小凸多边形，裂缝与最小凸多边形相交的像素点即为裂缝线段端点，每一段裂缝至少有两个端点，得到端点集合；S42，采用KD树查找裂缝端点的最近邻端点，判断其像素距离是否满足预设条件，S43，若满足，则进行裂缝端点连接，且对连接的线段采用其所在区域的灰度特征进行检验。进一步地，步骤S1之后，所述方法还包括：对采集到的图片使用维纳滤波去除运动模糊。本专利技术的另一个目的在于提出一种桥梁裂缝检测系统，以提升桥梁裂缝检测的可靠性。根据本专利技术提供的桥梁裂缝检测系统，包括：采集模块，用于对桥梁裂缝区域进行图像采集；小波变换模块，用于采用小波变换将裂缝区域外的纹理和细节影响最小化；噪声去除模块，用于采用图像形态学分析方法去除图像中噪声块，初步分割出裂缝信息；连接模块，用于采用裂缝连接方法将断开的裂缝连接起来，再将连线之间的小块连通域填充，进而分割出完整裂缝，实现桥梁裂缝检测。上述桥梁裂缝检测系统，采集模块在采集到桥梁裂缝区域的图像后，先通过小波变换模块采用小波变换将裂缝区域外的纹理和细节影响最小化，对图像中的裂缝部分进行突出，然后通过噪声去除模块采用图像形态学分析方法去除图像中噪声块，初步分割出裂缝信息，避免噪声干扰，最后通过连接模块采用裂缝连接方法将断开的裂缝连接起来，再将连线之间的小块连通域填充，进而分割出完整裂缝，能够在检测裂缝的时候不会破坏裂缝连接性，不影响裂缝区域内部或者边缘像素之间的连接性，从而能够真实表示出裂缝的完整骨架结构，提升了桥梁裂缝检测的可靠性，有利于对桥梁损坏程度进行准确的评估。另外，根据本专利技术上述的桥梁裂缝检测系统，还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，所述小波变换模块具体包括：展开单元，用于以对应的小波函数簇将信号展开，用不同时移、不同尺度的一系列小波函数的线性组合将信号表示出来，小波系数即是线性组合中每部分的系数，信号在某个尺度下的小波分量为该尺度下不同时移的小波函数的线性组合；分割单元，用于使用小波算法对去模糊后的图像进行粗分割，选用sym4函数作为小波基函数，进行二层小波分解。进一步地，所述噪声去除模块具体包括：膨胀单元，用于将小波处理后的图像先进行腐蚀操作去除细小噪声点，将裂缝轮廓相应腐蚀掉，然后再采用膨胀操作将裂缝轮廓恢复原状；剔除单元，用于在二值化图像中对连通域进行处理，以进行面积剔除；重构单元，用于对闭运算后的图像连通域进行面积运算，去除小于阈值面积的连通域，最终将面形态学处理后的二值化图像重构，以去除图像中噪声块，初步分割出裂缝信息。进一步地，所述连接模块具体包括：端点获取单元，用于获得包含分段裂缝区域的最小凸多边形，裂缝与最小凸多边形相交的像素点即为裂缝线段端点，每一段裂缝至少有两个端点，得到端点集合；判断单元，用于采用KD树查找裂缝端点的最近邻端点，判断其像素距离是否满足预设条件，连接单元，用于若像素距离满足预设条件，则进行裂缝端点连接，且对连接的线段采用其所在区域的灰度特征进行检验。进一步地，所述系统还包括：模糊去除模块，用于对采集到的图片使用维纳滤波去除运动模糊。附图说明本专利技术实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术第一实施例的桥梁裂缝检测方法的流程图；图2是图1中步骤S2的详细流程图；图3是图1中步骤S3的详细流程图；图4是图1中步骤S4的详细流程图；图5是对横向裂缝的检测，其中，a为原始图片，b为采用本实施例提供的方法的检测结果；图6是对纵向裂缝的检测，其中，a为原始图片，b为采用本实施例提供的方法的检测结果；图7是对块状裂缝的检测，其中，a为原始图片，b为采用本实施例提供的方法的检测结果；图8是对网状裂缝的检测，其中，a为原始图片，b为采用本实施例提供的方法的检测结果；图9是根据本专利技术第二实施例的桥梁裂缝检测系统的结构框图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桥梁裂缝检测方法，其特征在于，包括：S1，对桥梁裂缝区域进行图像采集；S2，采用小波变换将裂缝区域外的纹理和细节影响最小化；S3，采用图像形态学分析方法去除图像中噪声块，初步分割出裂缝信息；S4，采用裂缝连接方法将断开的裂缝连接起来，再将连线之间的小块连通域填充，进而分割出完整裂缝，实现桥梁裂缝检测。

【技术特征摘要】
1.一种桥梁裂缝检测方法，其特征在于，包括：S1，对桥梁裂缝区域进行图像采集；S2，采用小波变换将裂缝区域外的纹理和细节影响最小化；S3，采用图像形态学分析方法去除图像中噪声块，初步分割出裂缝信息；S4，采用裂缝连接方法将断开的裂缝连接起来，再将连线之间的小块连通域填充，进而分割出完整裂缝，实现桥梁裂缝检测。2.根据权利要求1所述的桥梁裂缝检测方法，其特征在于，S2，采用小波变换将裂缝区域外的纹理和细节影响最小化的步骤具体包括：S21，以对应的小波函数簇将信号展开，用不同时移、不同尺度的一系列小波函数的线性组合将信号表示出来，小波系数即是线性组合中每部分的系数，信号在某个尺度下的小波分量为该尺度下不同时移的小波函数的线性组合；S22，使用小波算法对去模糊后的图像进行粗分割，选用sym4函数作为小波基函数，进行二层小波分解。3.根据权利要求1所述的桥梁裂缝检测方法，其特征在于，S3，采用图像形态学分析方法去除图像中噪声块，初步分割出裂缝信息的步骤具体包括：S31，将小波处理后的图像先进行腐蚀操作去除细小噪声点，将裂缝轮廓相应腐蚀掉，然后再采用膨胀操作将裂缝轮廓恢复原状；S32，在二值化图像中对连通域进行处理，以进行面积剔除；S33，对闭运算后的图像连通域进行面积运算，去除小于阈值面积的连通域，最终将面形态学处理后的二值化图像重构，以去除图像中噪声块，初步分割出裂缝信息。4.根据权利要求1所述的桥梁裂缝检测方法，其特征在于，S4，采用裂缝连接方法将断开的裂缝连接起来的步骤具体包括：S41，获得包含分段裂缝区域的最小凸多边形，裂缝与最小凸多边形相交的像素点即为裂缝线段端点，每一段裂缝至少有两个端点，得到端点集合；S42，采用KD树查找裂缝端点的最近邻端点，判断其像素距离是否满足预设条件，S43，若满足，则进行裂缝端点连接，且对连接的线段采用其所在区域的灰度特征进行检验。5.根据权利要求1所述的桥梁裂缝检测方法，其特征在于，步骤S1之后，所述方法还包括：对采集到的图片使用维纳滤波去除...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘方华，
申请(专利权)人：江西科技学院，
类型：发明
国别省市：江西,36