[发明专利]一种基于直线段平移和延伸的隧道砼衬砌缝去除方法

说明书

本发明涉及一种基于直线段平移和延伸的隧道砼衬砌缝去除算法，解决的是隧道砼衬砌表面衬砌缝对裂缝检测存在干扰的技术问题，通过采用包括步骤1，接收二次渗流模型检测的二值图像，提取显著直线段，得到直线段集合Line；步骤2，对集合Line中的所有直线段进行归类；步骤3，遍历直线段集合Line,根据平移方向准则判定当前直线段的平移方向，根据延伸宽度准则和步骤2中对直线段进行归类的结果判定当前直线段的延伸宽度，然后再对所有直线段进行平移和延伸处理，得到初步结果图像；步骤4，对步骤3所得的初步结果图像进行渗流去噪，并输出最终结果图的技术方案，较好的解决了该问题，可用于隧道裂缝检测相关领域中。

技术领域

本发明涉及隧道砼衬砌缝去除领域，具体涉及一种基于直线段平移和延伸的隧道砼衬砌缝去除方法。

背景技术

隧道是当前交通基础设施的重要组成部分。近年来，隧道安全监测受到了广泛的关注和重视。隧道在运营过程中，存在着开裂、变形、渗漏水等不同程度的病害，这些病害严重威胁着隧道的运营安全。而裂缝一直是隧道病害的主要形式。借助于计算机视觉，基于数字图像处理的裂缝识别技术避免了人工仪器检测的主观性及安全问题，能够对隧道裂缝缺陷进行定性和定量分析。裂缝检测算法是裂缝识别模块的重要组成部分。为了应对温度、湿度等变化对隧道砼衬砌结构造成的胀缩变形，以及地基不均匀沉降、地震波等对衬砌结构造成的破坏，在隧道模筑砼衬砌施工过程中，常常设置将各部分结构分开的预留缝，称为变形缝，包括伸缩缝，沉降缝和防震缝等。此外，砼衬砌的分层分段浇筑易形成施工冷缝，主要分为纵向施工缝及环向施工缝。这几类施工缝统称为衬砌缝。

然而，在裂缝检测的过程中，由于隧道砼衬砌表面的固有衬砌缝与裂缝易复杂连接，且灰度相似，存在现有的裂缝检测无法准确提取单一的裂缝像素，同时已有的衬砌缝去除算法存在缺陷。因此，提供一种能够较完善的解决上述问题的基于直线段平移和延伸的隧道砼衬砌缝去除方法十分有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的隧道砼衬砌表面衬砌缝对裂缝检测存在干扰的技术问题。提供一种新的基于直线段平移和延伸的隧道砼衬砌缝去除方法，该算法能够精确、高效地去除砼衬砌缝。

为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：

一种基于直线段平移和延伸的隧道砼衬砌缝去除方法，包括：

步骤1，接收二次渗流模型检测的二值图像，提取显著直线段，得到直线段集合Line；

步骤2，对直线段集合Line中的所有直线段进行归类；

步骤3，遍历直线段集合Line,根据平移方向准则判定当前直线段的平移方向，根据延伸宽度准则和步骤2中直线段进行归类的结果判定当前直线段的延伸宽度，对集合Line中的所有直线段进行平移和延伸，得出初步结果图像；

步骤4，对步骤3的初步结果图像进行渗流去噪，并输出最终结果图。

本发明的工作原理：首先通过LSD算法提取显著直线段；然后根据直线段的倾斜度和长度，按照提出的极坐标下角度区域模型将直线段归类，并根据提出的直线段平移方向和延伸宽度两个准则判定直线段平移方向和延伸宽度；最后平移和延伸直线段，并进行渗流去噪，提取出较真实的裂缝。

上述方案中，为进一步优化该算法，步骤2包括：

用计算直线段集合Line中的直线段l的长度length_l，用计算直线段集合Line中的直线段l的倾斜度θ_l，修正倾斜度θ_l使直线段l的倾斜度属于[0°，180°]；

定义极坐标下的角度区域模型，把[0°，180°]均分为Interval个角度子区域，根据直线段倾斜度将直线段归入相应的角度子区域进行直线段归类，设置累加器统计出每个角度子区域内直线段的数量；

Interval为不大于180的正整数。