[发明专利]基于图像的道面裂缝病害自适应恒虚警检测方法

说明书

本发明的基于图像的路面病害裂缝识别方法,该方法首先将图像的像素按列或按行逐一抽取，形成一维信号，将抽取后的数据看作一个雷达脉冲回波信号，利用恒虚警检测技术判别数据中是否存在裂缝特征，将有裂缝信息的信号波形数据保留下来，待所有图像的行或列数据处理完后，获得一个仅含裂缝的图像，最后采用分类方法对不同的裂缝进行判别。有益效果：该方法简单有效，带来直接利益就是计算复杂性的降低，硬件实施方面可以采用较低的模块或器件完成所有检测任务，降低生产厂商制造成本。

技术领域

本发明涉及图像处理与分析领域，尤其涉及一种基于图像的道面裂缝病害自适应恒虚警检测方法。

背景技术

我国公路建设的迅猛发展令世界瞩目，一般公路从建国初期的几万公里达到目前的400万公里，高速公路从1988年通车的沪嘉高速公路算起达到目前的7.8万公里，位居世界第二，仅次于美国。根据交通部《国家高速公路网规划》采用放射线与纵横网络相结合布局方案：到2020年，我国公路网总规模达到420万公里，高速公路将达到10万公里，同时形成由中心城市向外放射以及横贯东西、纵贯南北大通道，即：“7918网”，总规模约8.5万公里的国家高速公路网。高等级公路路网快速发展的同时，对公路的养护管理带来了新挑战，传统的人工路面病害、破损检测方式成本高、精度差、效率低、危险性大、实时性差，并且作业时影响交通，已经不能满足现代化公路运作体系的要求，为此，路面病害自动检测势必应运而生、势不可挡。

随着图像处理技术的发展，基于人工视觉和计算机图像处理的路面检测方法被广泛加以研究，并取得了许多理论和应用性成果，如一种快速的基于图像的路面病害检测方法(唐振民.中国专利:103955923,2017-03-01.)采用分形方法对路面图像进行分割，对分割后图像区域进行边界检测，提取边缘信息的黑白二值图像，对二值图像进行膨胀、运算、填补、扩张，判断出疑似病害区域。路面病害自动识别方法(张德津.中国专利：104021574,2014-09-03.)将路面图像转换成二值图像，然后采用数字滤波进行膨胀和腐蚀处理，在采用多尺度形态学和基于贝叶斯网络的区域降噪及延伸处理，对路面病害进行分类识别。一种基于深度图像的路面检测系统(李忠国.中国专利:103266552，2013-08-28.)采用路面深度图像数据进行分析与处理，得到路面三维数据，形成点云阵列，模拟出路面的三维轮廓,获取不平度、破损信息，其中，采用了深度图像数据预处理、改进双边滤波、多图像平均、功率谱密度的图像分割、分类识别等技术。以上所述方法，图像处理环节多、操作复杂、计算代价大。虽一种基于图像的路面裂缝检测系统及检测方法(沙爱明.中国专利:101701919,2010-05-05.)、一种便携式公路路面病害检测设备(赵池航.中国专利:203247489,2013-10-23.)、路面裂缝检测系统(李遵杰.中国专利:103290766,2013-09-11)也分别提出基于图像处理与识别的路面破损检测系统，但在其专利中并未提到其所采用的具体图像处理方法。基于多级拟合的道路病害自动检测与识别(高建贞,陆建峰,赵春霞,等.计算机工程与应用,2004；22(4))提出了基于多级拟合的道路病害自动检测与识别方法，该方法通过抽取小窗口可能的裂缝点，再用拟合直线的方法将这些点拟合成一条直线，在窗口移动的过程中逐步拟合出直线，进而组合拟合成曲线(裂缝)，构成多级拟合机制；此外，基于图像分析的道路病害自动检测研究(高建贞.南京:南京理工大学,2003.)还在其博士学位论文中提出图像灰度校正算法、基于病害结果的匹配拼接等方法，不同程度的提高病害识别的准确性；基于图像分析的路面病害检测方法研究(卢佰华.沈阳：东北大学,2011.)在其硕士学位论文中基于分割的基础上提出了一种基于裂缝局部方向特征和灰度相似性的延伸方法，其中采用了改进的八邻域扩散方程和基于变换的降噪方法；路面病害检测中的裂缝信息快速识别方法研究(褚文涛,李郑明,陆键.2013；33(6))提出基于裂缝横断面灰度曲线图以及裂缝几何走势的裂缝信息提取方法，该方法利用裂缝横断面灰度曲线，从裂缝中心向两边寻找满足一定强度的边缘走势，由两端距离获得该断面裂缝宽度，再通过一定数量的裂缝横断面信息综合得出该条裂缝的最大和平均宽度、裂缝长度等信息；其他一些已公布的方法可以见文献(高建贞,陆建峰,赵春霞,等.基于多级拟合的道路病害自动检测与识别[J].计算机工程与应用,2004；22(4))。以上这些方法存在的问题依然是环节多、处理复杂、计算代价大，对环境的适应性差、过分依赖病害边缘检测、仅对严重病害有效、检测稳定性并且还存在难以保证等问题。