一种基于数字图像处理的沥青混凝土安全分析系统技术方案

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，具体涉及一种基于数字图像处理的沥青混凝土安全分析系统。采集沥青混凝土试件在高温处理前后的N对断面图像；通过分析每对断面图像得到高温处理对集料的第一影响指标、高温对孔隙的第二影响指标和纹理熵变异相关性，并将其构成N*3的序列，将该序列输入神经网络中得到该沥青混凝土试件的抗高温性能等级。通过分析高温处理前后沥青混凝土的集料连通域变化评价、孔隙变化评价、纹理熵变异相关性来实现沥青混凝土安全性分析，能够为沥青混凝土的安全检验提供自动化检测流程，提高沥青混凝土质量检测的效率。提高沥青混凝土质量检测的效率。提高沥青混凝土质量检测的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字图像处理的沥青混凝土安全分析系统


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种基于数字图像处理的沥青混凝土安全分析系统。

技术介绍

[0002]交通运输基础设施的建设与发展在对社会经济发挥促进作用的同时，由于路面结构的损坏也造成了严重的道路安全及高昂的维护费用。道路是交通运输的基础设施，良好的道路环境能有效减少交通事故率，而路面材料与结构是道路的基本组成要素，因此从路面材料与结构方面对道路性能进行研究的重要性将会日益突出。
[0003]沥青路面具有建设养护时间短、施工快、平整性好、行驶舒适等优点，近年来，沥青混凝土路面在我国高等级路面上得以广泛应用，因此对沥青混凝土的质量分析就显得至关重要了。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于数字图像处理的沥青混凝土安全分析系统，所采用的技术方案具体如下：图像采集单元，用于利用X
‑
ray CT技术分别采集沥青混凝土试件在高温处理前后的N对断面图像；数据采集单元，用于对当前对断面图像进行图像分割以得到集料图像对和孔隙图像对；利用连通域分析获取所述集料图像对中每张集料图像的集料连通域以进行所述集料连通域的匹配，根据匹配后的所述集料连通域获取所述高温处理对集料的第一影响指标；根据所述孔隙图像对中每张孔隙图像的孔隙像素点得到孔隙面积交并比，由所述孔隙面积交并比得到所述高温处理对孔隙的第二影响指标；基于灰度共生矩阵获取当前对断面图像中每个像素点的纹理熵，由所述纹理熵计算每个像素点的纹理熵变异值，根据所述纹理熵变异值获取当前对断面图像之间的纹理熵变异相关性；数据分析单元，用于将N对断面图像的所述第一影响指标、所述第二影响指标和所述纹理熵变异相关性构成N*3的序列，让该序列输入到神经网络得到该沥青混凝土试件的抗高温性能等级。
[0005]进一步地，所述数据采集单元中利用连通域分析获取所述集料图像对中每张集料图像的集料连通域以进行所述集料连通域的匹配的方法，包括：对每张集料图像中的所述集料连通域进行连通域角点的提取以进行所述连通域角点的匹配，根据所述连通域角点的匹配结果计算所述集料图像对中任意两个所述集料连通域之间的匹配度量；将所述匹配度量作为边权值构建所述集料图像对中所述集料连通域的二分图，利用KM算法获取所述二分图的最佳匹配，所述最佳匹配是指所述集料图像对中所述集料连通域的最佳匹配结果。
[0006]进一步地，所述数据采集单元中匹配度量的获取方法，包括：基于Zernike矩获取每个所述集料连通域的形状描述子，获取两个所述集料连通域的所述形状描述子之间的余弦相似度，根据所述余弦相似度和这两个所述集料连通域之间的连通域角点匹配对数量得到所述匹配度量。
[0007]进一步地，所述数据采集单元中根据匹配后的所述集料连通域获取所述高温处理对集料的第一影响指标的方法，包括：由任意对的所述集料连通域的连通域角点匹配对数量、连通域角点对之间的欧式距离和所述集料连通域的面积变化计算高温处理前后该对所述集料连通域的变化评价；计算所有对所述集料连通域的所述变化评价，将所述变化评价之间的加和结果作为所述第一影响指标。
[0008]进一步地，所述数据采集单元中由所述纹理熵计算每个像素点的纹理熵变异值的方法，包括：根据每个像素点的所述纹理熵计算当前对断面图像中每张断面图像的平均纹理熵，计算每个像素点的所述纹理熵与其所属断面图像的所述平均纹理熵之间的差值绝对值，将所述差值绝对值与所述平均纹理熵之间的比值作为对应像素点的所述纹理熵变异值。
[0009]进一步地，所述数据采集单元中根据所述纹理熵变异值获取当前对断面图像之间的纹理熵变异相关性的方法，包括：根据当前对断面图像中每个像素点的所述纹理熵变异值得到相对应的一对纹理熵变异图像，采用NCC归一化互相关方法得到该对纹理熵变异图像之间的所述纹理熵变异相关性。
[0010]进一步地，所述匹配度量与所述余弦相似度呈正相关关系、所述匹配度量与所述连通域角点匹配对数量呈正相关关系。
[0011]本专利技术实施例至少具有如下有益效果：通过分析高温处理前后沥青混凝土的集料连通域变化评价、孔隙变化评价、纹理熵变异相关性来实现沥青混凝土安全性分析，能够为沥青混凝土的安全检验提供自动化检测流程，提高沥青混凝土质量检测的效率。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0013]图1为本专利技术一个实施例提供的一种基于数字图像处理的沥青混凝土安全分析系统的结构框图。
具体实施方式
[0014]为了更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种基于数字图像处理的沥青混凝土安全分析系统，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实
施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0015]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。
[0016]下面结合附图具体的说明本专利技术所提供的一种基于数字图像处理的沥青混凝土安全分析系统的具体方案。
[0017]请参阅图1，其示出了本专利技术一个实施例提供的一种基于数字图像处理的沥青混凝土安全分析系统的结构框图，该系统包括：图像采集单元10，用于利用X
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ray CT技术分别采集沥青混凝土试件在高温处理前后的N对断面图像。
[0018]具体的，从沥青混凝土试件的中部切割出尺寸为规则的试样，对该试样进行X
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ray CT断层扫描，沿试样的长度方向设定固定间隔获取多张断面图像，总计扫描N张断面图像，N可以根据试样的大小与固定间隔设置，本专利技术实施例中N=10。
[0019]需要说明的是，X
‑
ray CT 断层扫描技术是利用不同密度材料对 X 射线的吸收程度差异，通过量化射线衰减程度形成断面图像，该技术以无损的方式获取沥青混凝土试件的断面图像，避免了对试件的破坏。
[0020]高温环境下沥青混凝土的承载能力较常温及低温大幅下降，由于性能衰减使得荷载作用下容易导致各类高温病害。沥青混凝土内部集料颗粒、孔隙及砂浆结构在高温破坏前后其分布及形貌等特征必将发生不同程度的变化，因此对试样进行高温试验，以验证其性能和安全性，同样对高温处理后的试样采用X
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ray CT 断层扫描技术获取对应的N张断面图像。
[0021]优选的，本专利技术实施例中高温试验所采用的温度为60摄氏度，实施者可自由选取。
[0022]需要说明的是，试样在高温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字图像处理的沥青混凝土安全分析系统，其特征在于，该系统包括：图像采集单元，用于利用X
‑
ray CT技术分别采集沥青混凝土试件在高温处理前后的N对断面图像，N为大于或等于1的正整数；数据采集单元，用于对当前对断面图像进行图像分割以得到集料图像对和孔隙图像对；利用连通域分析获取所述集料图像对中每张集料图像的集料连通域以进行所述集料连通域的匹配，根据匹配后的所述集料连通域获取所述高温处理对集料的第一影响指标；根据所述孔隙图像对中每张孔隙图像的孔隙像素点得到孔隙面积交并比，由所述孔隙面积交并比得到所述高温处理对孔隙的第二影响指标；基于灰度共生矩阵获取当前对断面图像中每个像素点的纹理熵，由所述纹理熵计算每个像素点的纹理熵变异值，根据所述纹理熵变异值获取当前对断面图像之间的纹理熵变异相关性；数据分析单元，用于将N对断面图像的所述第一影响指标、所述第二影响指标和所述纹理熵变异相关性构成N*3的序列，让该序列输入到神经网络得到该沥青混凝土试件的抗高温性能等级。2.如权利要求1所述的一种基于数字图像处理的沥青混凝土安全分析系统，其特征在于，所述数据采集单元中利用连通域分析获取所述集料图像对中每张集料图像的集料连通域以进行所述集料连通域的匹配的方法，包括：对每张集料图像中的所述集料连通域进行连通域角点的提取以进行所述连通域角点的匹配，根据所述连通域角点的匹配结果计算所述集料图像对中任意两个所述集料连通域之间的匹配度量；将所述匹配度量作为边权值构建所述集料图像对中所述集料连通域的二分图，利用KM算法获取所述二分图的最佳匹配，所述最佳匹配是指所述集料图像对中所述集料连通域的最佳匹配结果。3.如权利要求2所述的一种基于数字图像处理的沥青混凝土安全分析系统，其特征在于，所述数据采集单元中匹配度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兵，佘宗伟，王德勇，庄彦章，
申请(专利权)人：南通路翔新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：