基于图像数据的混凝土裂缝快速检测方法技术

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，具体涉及基于图像数据的混凝土裂缝快速检测方法。方法包括：获取混凝土墙体的灰度图像中的边缘线段；基于边缘线段上像素点的位置分布对边缘线段进行划分获得各子线段；对子线段进行小波分解获得各子线段在不同层级的逼近系数、细节系数以及小波谱图；根据各子线段在相邻层级的逼近系数和细节系数，确定各子线段的最优分解层级；根据各子线段和与其最近的子线段之间的相对距离、小波谱图的差异、敏感程度的差异和对应的最优分解层级，得到各子线段对应的裂缝边缘置信程度，进而获得裂缝区域。本发明专利技术提高了混凝土裂缝检测结果的准确度。混凝土裂缝检测结果的准确度。混凝土裂缝检测结果的准确度。

【技术实现步骤摘要】
基于图像数据的混凝土裂缝快速检测方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及基于图像数据的混凝土裂缝快速检测方法。

技术介绍

[0002]建筑物混凝土外墙墙体作为建筑物的重要承载组件，其完整性对建筑物结构的稳定性和安全性起着关键作用。通过定期对混凝土墙进行裂缝检测，可以及早发现和评估墙体的裂缝问题，从而保障建筑物的结构安全。
[0003]由于建筑物混凝土外墙墙面往往是粗糙的，利用边缘检测算法对裂缝区域进行边缘提取的过程中，往往会受到其粗糙表面噪声的影响，检测出过多的边缘线段对裂缝区域的提取产生干扰，进而导致混凝土裂缝检测结果的准确度较低。

技术实现思路

[0004]为了解决现有方法在对混凝土裂缝进行检测时存在的准确度较低的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于图像数据的混凝土裂缝快速检测方法，所采用的技术方案具体如下：本专利技术提供了一种基于图像数据的混凝土裂缝快速检测方法，该方法包括以下步骤：获取待检测建筑物混凝土墙体的灰度图像，对所述灰度图像进行边缘检测获得各边缘线段；基于边缘线段上像素点的位置分布对边缘线段进行划分获得各子线段；对子线段进行小波分解，获得各子线段在不同层级的逼近系数、细节系数以及小波谱图；根据各子线段在相邻层级的所述逼近系数和所述细节系数，得到各子线段在各层级对应的敏感程度，基于所述敏感程度确定各子线段的最优分解层级；根据各子线段和与其最近的子线段之间的相对距离、小波谱图的差异、敏感程度的差异和对应的最优分解层级，得到各子线段对应的裂缝边缘置信程度；基于所述裂缝边缘置信程度确定裂缝边缘线段；基于所有的所述裂缝边缘线段获得裂缝区域。
[0005]优选的，所述根据各子线段在相邻层级的所述逼近系数和所述细节系数，得到各子线段在各层级对应的敏感程度，包括：对于第m个子线段：根据第m个子线段在各层级的所有逼近系数的模长和所有细节系数的模长，得到第m个子线段在各层级的分解程度；将第m个子线段在各层级与其在上一层级的分解程度之间的差值绝对值的归一化结果，确定为第m个子线段在各层级对应的敏感程度。
[0006]优选的，根据第m个子线段在各层级的所有逼近系数的模长和所有细节系数的模
长，得到第m个子线段在各层级的分解程度，包括：对于第i个层级：将第m个子线段在第i个层级的所有逼近系数的模长的累加和，记为第m个子线段在第i个层级的第一特征值；将第m个子线段在第i个层级的所有细节系数的模长的累加和，记为第m个子线段在第i个层级的第二特征值；将所述第一特征值与所述第二特征值的比值的归一化结果，确定为第m个子线段在第i个层级的分解程度。
[0007]优选的，所述基于所述敏感程度确定各子线段的最优分解层级，包括：对于任一子线段：将敏感程度最大时对应的分解层级作为该子线段的最优分解层级。
[0008]优选的，与各子线段最近的子线段的获取，包括：对于第m个子线段：分别获取第m个子线段上各像素点与第k个子线段上各像素点之间的欧式距离，将第m个子线段上像素点与第k个子线段上像素点之间的所述欧式距离中的最小值，确定为第m个子线段与第k个子线段的目标距离；将除第m个子线段外其他所有子线段中与第m个子线段的目标距离最小的子线段，确定为与第m个子线段最近的子线段。
[0009]优选的，根据各子线段和与其最近的子线段之间的相对距离、小波谱图的差异、敏感程度的差异和对应的最优分解层级，得到各子线段对应的裂缝边缘置信程度，包括：对于第m个子线段：对于第m个子线段对应的小波谱图中任一位置：将该位置与第m个子线段最近的子线段对应的小波谱图中对应位置的数据值之间的差值绝对值，记为该位置的特征指标；将第m个子线段对应的小波谱图中所有位置的特征指标的均值，记为第一差异；将第m个子线段在所对应的最优分解层级对应的敏感程度与第m个子线段最近的子线段在所对应的最优分解层级对应的敏感程度之间的差值绝对值，记为第二差异；计算第m个子线段和与其最近的子线段的所述目标距离、所述第一差异和所述第二差异三者的乘积，将所述乘积的负相关归一化值作为第m个子线段的局部相似程度；将所述第m个子线段的局部相似程度与第m个子线段所对应的最优分解层级序号的乘积的归一化结果，确定为第m个子线段对应的裂缝边缘置信程度。
[0010]优选的，所述基于所述裂缝边缘置信程度确定裂缝边缘线段，包括：分别判断各子线段对应的裂缝边缘置信程度是否大于置信程度阈值，若大于，则将对应子线段确定为裂缝边缘线段。
[0011]优选的，所述基于边缘线段上像素点的位置分布对边缘线段进行划分获得各子线段，包括：对所述灰度图像中的边缘线段进行主方向分解，获得对应的主方向；对于第n个边缘线段：以该边缘线段的中心点为原点，以所述主方向为直角坐标系横轴的正方向，以与横轴垂直的方向为纵轴的正方向，构建直角坐标系，获取该边缘线段上各像素点的坐标；分别判断同一横坐标对应的该边缘线段上的像素点的数量是否大于1，若大于，则
将对应横坐标所对应的像素点记为特征像素点；将相邻的特征像素点构成的连续的线段作为子线段，将该边缘线段上除特征像素点外的其他像素点构成的连续的线段也作为子线段。
[0012]优选的，基于所有的所述裂缝边缘线段获得裂缝区域，包括：基于裂缝边缘线段之间的目标距离，对所有的所述裂缝边缘线段进行聚类获得聚类簇；对每个聚类簇内所有的裂缝边缘线段上的像素点进行凸包检测获得闭合曲线，将所述闭合曲线围成的闭合区域作为裂缝区域。
[0013]优选的，所述对所述灰度图像进行边缘检测获得各边缘线段，包括：对所述灰度图像进行边缘检测获得对应的边缘图像，基于所述边缘图像中的边缘像素点获得边缘线段。
[0014]本专利技术至少具有如下有益效果：本专利技术首先对待检测建筑物混凝土墙体的灰度图像中的边缘线段进行了划分，使得划分得到的子线段能够满足小波分解的要求，并对每个子线段进行小波分解获得了每个子线段在不同层级的逼近系数、细节系数以及小波谱图，考虑到裂缝区域与噪声区域的边缘线段的局部区域内的边缘线段在小波分解过程中表现的敏感程度不同，且小波分解后获得的小波谱图也不同，因此本专利技术根据每个子线段和与其最近的子线段之间的相对距离、小波谱图的差异、敏感程度的差异和对应的最优分解层级，得到了每个子线段对应的裂缝边缘置信程度，进而对子线段进行了筛选，获得了裂缝边缘线段，基于裂缝边缘线段确定了裂缝区域，裂缝区域获取结果的准确度更高，本专利技术提供的方法提高了混凝土裂缝检测结果的准确度和可信度，保证了混凝土建筑物的安全性。
附图说明
[0015]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。
[0016]图1为本专利技术实施例所提供的一种基于图像数据的混凝土裂缝快速检测方法的流程图。
具体实施方式
[0017]为了更进一步阐述本专利技术为达成预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像数据的混凝土裂缝快速检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取待检测建筑物混凝土墙体的灰度图像，对所述灰度图像进行边缘检测获得各边缘线段；基于边缘线段上像素点的位置分布对边缘线段进行划分获得各子线段；对子线段进行小波分解，获得各子线段在不同层级的逼近系数、细节系数以及小波谱图；根据各子线段在相邻层级的所述逼近系数和所述细节系数，得到各子线段在各层级对应的敏感程度，基于所述敏感程度确定各子线段的最优分解层级；根据各子线段和与其最近的子线段之间的相对距离、小波谱图的差异、敏感程度的差异和对应的最优分解层级，得到各子线段对应的裂缝边缘置信程度；基于所述裂缝边缘置信程度确定裂缝边缘线段；基于所有的所述裂缝边缘线段获得裂缝区域。2.根据权利要求1所述的基于图像数据的混凝土裂缝快速检测方法，其特征在于，所述根据各子线段在相邻层级的所述逼近系数和所述细节系数，得到各子线段在各层级对应的敏感程度，包括：对于第m个子线段：根据第m个子线段在各层级的所有逼近系数的模长和所有细节系数的模长，得到第m个子线段在各层级的分解程度；将第m个子线段在各层级与其在上一层级的分解程度之间的差值绝对值的归一化结果，确定为第m个子线段在各层级对应的敏感程度。3.根据权利要求2所述的基于图像数据的混凝土裂缝快速检测方法，其特征在于，根据第m个子线段在各层级的所有逼近系数的模长和所有细节系数的模长，得到第m个子线段在各层级的分解程度，包括：对于第i个层级：将第m个子线段在第i个层级的所有逼近系数的模长的累加和，记为第m个子线段在第i个层级的第一特征值；将第m个子线段在第i个层级的所有细节系数的模长的累加和，记为第m个子线段在第i个层级的第二特征值；将所述第一特征值与所述第二特征值的比值的归一化结果，确定为第m个子线段在第i个层级的分解程度。4.根据权利要求1所述的基于图像数据的混凝土裂缝快速检测方法，其特征在于，所述基于所述敏感程度确定各子线段的最优分解层级，包括：对于任一子线段：将敏感程度最大时对应的分解层级作为该子线段的最优分解层级。5.根据权利要求1所述的基于图像数据的混凝土裂缝快速检测方法，其特征在于，与各子线段最近的子线段的获取，包括：对于第m个子线段：分别获取第m个子线段上各像素点与第k个子线段上各像素点之间的欧式距离，将第m个子线段上像素点与第k个子线段上像素点之间的所述欧式距离中的最小值，确定为第m个子线段与第k个子线段的目标距离；将除第m个子线段外其他所有子线段中与第m个子线段的目标距离最小的子线段，确定为与第m个子线段最近的子线段。
6.根据权利要求5所述的基于图...

【专利技术属性】
技术研发人员：余稳松，崔伟平，邓洁慧，李镜明，黄志运，林月明，陈丽媚，刘科恒，赖剑龙，
申请(专利权)人：广东华宸建设工程质量检测有限公司，
类型：发明
国别省市：