[发明专利]一种基于图像处理技术的沥青混合料性能评价方法

说明书

本发明涉及一种基于图像处理技术的沥青混合料性能评价方法，首先获取沥青混合料芯样断面图像；接着对步骤S1获得的端面图像进行二值图像获取：对沥青混合料芯样断面图像依次进行灰度图像获取、灰度图像去燥、灰度图像均衡化、图像填充、Ostu阈值分割、以及图像开运算；最后沥青混合料性能评价参数测量与沥青混合料性能评价：基于步骤S2的二值图像，进行图像特征参数提取，并进行评价指标的计算，进而判断其性能。本发明能够能够快速高效的分析计算并判断沥青混合料性能。

技术领域

本发明涉及沥青混合料技术性能和图像处理技术领域，特别是一种基于图像处理的沥青混合料性能评价方法。

背景技术

随着沥青路面在国内外道路上的不断应用，对于沥青混合料的研究不断深入，其性能评价参数应运而生，且新的检测方法不断更替，其中无损检测作为最前沿的方法之一，得到了工程与科研人员较为广泛的关注。但其成本昂贵，且检测指标与性能评价参数相互转换较为困难，相比较而言，钻孔取芯检测是一种简单、直观的检测手段，可以以较小的破损为代价通过对路面芯样进行一系列的试验分析，实现对整个路面结构性能和沥青混合料性能的评价。

传统对芯样检测的方法上，如抽提法、排水法等，耗时耗力，污染环境，对人体有害，并且得依靠大量试验数据来保证其准确性，进而判断其性能。随着图像处理技术被引入沥青混合料研究领域，由于其处理信息能力快速、高效、准确等特点，被广泛使用。

沥青混合料是一种典型的多相多成分体系，不同的相态和成分通过图像表征出来信息是不同的。不同的图像形式，通过不同的信息表征出沥青混合料参数。对于沥青混合料而言，沥青、骨料、空隙等信息在灰度图像中通过不同的灰度级表征出来，利用不同的灰度级信息分析及计算，可以得到沥青混合料相关参数，因此，基于图像处理的沥青混合料性能评价具有较好的可操作性与研究前景。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种基于图像处理的沥青混合料性能评价方法,本发明能够能够快速高效的分析计算并判断沥青混合料性能。

本发明采用以下方案实现：一种基于图像处理的沥青混合料性能评价方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：获取沥青混合料芯样断面图像；即使用一种沥青混合料芯样断面图像获取装置，通过控制芯样旋转速度即扫描速度，获得识别度较高的芯样断面图像；

步骤S2：对步骤S1获得的端面图像进行二值图像获取：对沥青混合料芯样断面图像依次进行灰度图像获取、灰度图像去燥、灰度图像均衡化、图像填充、Ostu阈值分割、以及图像开运算；所述灰度图像获得，通过Matlab软件及其图像处理程序代码对所述芯样断面图像进行灰度化处理，所述图像去噪对所述灰度图像进行噪声消除；所述灰度图像均衡化用以使灰度图像更加清晰；所述图像填充对聚合物相的内部空白部分进行填充；所述Ostu阈值分割用以计算分割阈值；所述图像开运算，对分割后的图像进行开运算(即先腐蚀后膨胀，其次数可根据需要确定)，即可获得所述二值图像；

其中，所述灰度图像去噪用以去除沥青混合料中对宏观性能影响几乎不计的微小颗粒，一般为小于1.18mm以下颗粒，进而减小对沥青混合料特征参数提取的影响。在灰度图像中，深灰色表示沥青，浅灰色表示集料，深黑色表示空隙，通过设定不同的阈值，得到不同的二值图像，进而分析计算得到不同的特征参数。所述图像开运算，对二值图像先腐蚀后膨胀，可以消除细小的物体，在纤细点处分离物体，平滑较大物体的边界时不明显的改变其面积。

步骤S3：沥青混合料性能评价参数测量与沥青混合料性能评价：基于步骤S2的二值图像，进行图像特征参数提取，并进行评价指标的计算，进而判断其性能。即基于上述二值图像，通过Image Pro Plus 软件进行图像特征参数提取，获得沥青混合料的均匀性、级配、空隙率、油石比、压实度以及离析等参数，通过沥青混合料特征参数，进而判断沥青混合料的性能。

进一步地，所述步骤S1中的沥青混合料芯样断面图像的存储格式为BMP。