[发明专利]基于Canny算子的岩体结构面迹线半自动检测方法

权利要求书

1.一种基于Canny算子的岩体结构面迹线半自动检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、控制点输入：对原照片进行观察，指定主要裂隙的控制点，裂隙控制点包括裂隙起始点、终点和拐点；

步骤2、图像分割：通过指定的区域将原图一分为二，一张为步骤1中的人工指定区域，另一张包括剩余裂隙，其中人工指定区域是通过控制点和偏移量确定的矩形区域；

步骤3、图像获取：将输入的两张彩色图像采用0.3倍的红基色、0.59倍的绿基色和0.11倍的蓝基色进行相加得到两张灰度图像；

步骤4、预处理：对步骤3中获取的两张灰度图像分别通过滤波器进行图像低通滤波，对低通滤波后的图像通过增强算法进行图像增强果；

步骤5、边缘检测：利用Canny算子，对步骤4处理后的两张图片分别进行边缘检测；

步骤6、裂隙处理：对步骤5处理后的两张检测结果进行细化处理，然后删除节点和单点；

步骤7、迭代连接、剔除伪边缘：对步骤6处理后的两张边缘分检测图片通过人机交互输入角度、距离阈值，将满足阈值要求的分段线进行迭代连接，同时剔除伪边缘，具体为：

(1)L1和L2分别为两条线段，a11、a12分别为线段L1的两端点，a21、a22分别为线段L2的两端点，d1、d2表示a11与线段L2两端点的距离，d3、d4表示a12与线段L2两端点的距离，d_min表示d1、d2、d3、d4的最小值，如果dmin小于给定的判定阈值Dt，则继续往下判定；

(2)设a12、a21表示两条分段线距离最近的两个端点，D1、D2分别表示a12到线段L2和a21到线段L1的距离，S_d＝D1+D2，如果S_d小于给定的判定阈值dt，则继续往下判定；

(3)角度准则1：a12、a21连线与线段L1的夹角记为γ，如果γ小于给定的判定阈值γt，则继续往下判定；

角度准则2：α1，α2分别为L1和L2的倾斜角，β为两倾角差，当|α1-α2|≤90°时，β＝|α1-α2|；当|α1-α2|90°时，β＝180-|α1-α2|；如果β小于给定的判定阈值βt，则继续往下判定；

(4)L1和L2的相似系数S_ij求解如下：

其中w₁、w₂、w₃、w₄、θ₁、θ₂均为大于0的常数；

步骤8、边缘叠加：对步骤7处理后的两张边缘检测图片中的迹线检测结果进行叠加，得到完整的裂隙检测结果图。

2.根据权利要求1所述的基于Canny算子的岩体结构面迹线半自动检测方法，其特征在于，步骤2中，所述偏移量为输入图像纵向像素值h的1/20。

3.根据权利要求1所述的基于Canny算子的岩体结构面迹线半自动检测方法，其特征在于，步骤6中细化处理是用形态学细化算法将裂隙细化成单像素宽度的裂隙。

4.根据权利要求1所述的基于Canny算子的岩体结构面迹线半自动检测方法，其特征在于，步骤6中节点和单点的定义为：对步骤5处理后的图像每个像素点从左往右、从上往下依次进行分析，如果当前检测像素点为黑色时，统计其四周八个位置中为黑色像素点的个数并记为N；当N≥3时，则该点应为节点；当N＝2时，则该点为分段线内部点；当N＝1时，则该点为该分段线的端点；当N＝0时，则该点为单点。