[发明专利]基于Canny算子的岩体结构面迹线半自动检测方法

说明书

本发明公开了一种基于Canny算子的岩体结构面迹线半自动检测方法，包括如下步骤：控制点输入；图像分割；图像获取；预处理；边缘检测；裂隙处理；迭代连接、剔除伪边缘；边缘叠加，得到完整的裂隙检测结果图。本发明将主要裂隙与次要裂隙分开处理，能够更好地减少二者之间的干扰，而且通过人机交互，能够更加准确的确定迭代连接的角度、距离阈值，更好地保证主次裂隙识别的完整性与正确性，因而具有更高的精确性。

技术领域

本发明属于图像处理领域，具体涉及一种基于Canny算子的岩体结构面迹线半自动检测方法。

背景技术

结构面是岩体中由力学强度较低的部位或岩性相对软弱的夹层构成的不连续面，岩体的变形与稳定性主要取决于结构面的发育条件。所以研究岩体结构面 (rockdiscontinuity structural plane)，对研究岩体的力学性质十分重要，具有十分重要的工程意义。

虽然，在前人研究中关于岩体结构面迹线检测较多，但针对岩体结构面复杂的情况全自动检测效果并不理想。目前，工程中常用的测线法或窗口统计法来测量，即通过皮尺和罗盘人工现场逐一测量结构面几何信息(迹长、倾角、间距等)。该法数据处理繁琐、工作量大，并且很多地方无法进行测量。因此，随着计算机技术的发展，运用在该领域的近景摄影测量和数字图像处理技术就应运而生。经典的灰度图像的边缘检测算法有SUSAN边缘检测算子，Canny边缘检测算子，沈俊边缘检测算子等。

但是以上传统的边缘检测算法较为简单，只适用于一些简单的图像的边缘检测，对于复杂的岩体结构面情况检测效果并不理想。所以需要对该检测方法进行改进，使其能够更好地适用于复杂图像的边缘检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Canny算子的岩体结构面迹线半自动检测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于Canny算子的岩体结构面迹线半自动检测方法，具体步骤如下：

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；

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。

与现有技术相比，本发明的显著优点为：(1)本发明将主要裂隙与次要裂隙分开处理，能够更好地减少二者之间的干扰，而且通过人机交互，能够更加准确的确定迭代连接的角度、距离阈值，所以能够更好地保证主次裂隙识别的完整性与正确性，因而具有更高的精确性。

附图说明

图1为基于Canny算子的岩体结构面迹线半自动检测方法流程图。

图2为人工指定区域示意图。

图3为线段节点、内部点、端点和单点定义图。