[发明专利]一种基于递归搜索的桥梁裂缝识别方法

权利要求书

1.一种基于递归搜索的桥梁裂缝识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将待识别的裂缝图像转换为裂缝灰度图G，采用局部动态阈值分割法对所述裂缝图像进行阈值分割，得到分割图像T；

S2：对所述分割图像T进行特征筛选，获得可疑裂缝片段集合C_p＝{C_pi}，其中i为可疑裂缝片段的序号；

其中，对所述分割图像T进行特征筛选的具体步骤如下：

S21：检测分割图像T的连通域轮廓C_k，其中k表示所检测得到的连通域轮廓的序号；

S22：计算所述连通域轮廓C_k的面积s、周长l、最小外接矩形长边w和最小外接矩形短边h，计算其长宽比f和圆形度e并判断是否满足可疑裂缝判断条件，若是则将连通域轮廓C_k标记为可疑裂缝片段C_pi，其中所述长宽比f和圆形度e的计算公式如下：

其中，所述可疑裂缝判断条件为，连通域轮廓C_k的长宽比f＞t₀，或者连通域轮廓C_k的圆形度e满足t₁＜e且f＞t₂，其中，t₀、t₁、t₂为由多次实验获得的预设的阈值，且t₀＞t₂；

S23：遍历所有连通域后，将所述标记为可疑裂缝片段C_pi整合为可疑裂缝片段集合C_p＝{C_pi}；

S3：对所述可疑裂缝片段集合C_p逐一地进行参数初始化，所述参数包括可疑裂缝片段的端点坐标；其中：初始化参数还包括裂缝片段C_pi的方向向量、长度、标志位、片段距离和片段夹角，其中，对所述可疑裂缝片段集合C_p逐一地进行参数初始化的具体步骤如下：

定义裂缝片段C_pi的前端点为其轮廓中纵坐标值最小的点；

定义裂缝片段C_pi的后端点为其轮廓中纵坐标值最大的点；

定义裂缝片段C_pi的方向向量为其最小外接矩形的长边方向向量，其方向为由后端点所在的一端指向前端点所在的一端；

定义裂缝片段C_pi的长度L(C_pi)为其最小外接矩形的长边长度；

定义裂缝片段C_pi的裂缝标志位flag＝-1；

定义裂缝片段C_pi与裂缝片段C_pj的片段距离D(C_pi,C_pj)为裂缝片段C_pi的前端点与裂缝片段C_pj的后端点之间的欧氏距离，其中j为裂缝片段的序号；

定义裂缝片段C_pi与裂缝片段C_pj的片段夹角A(C_pi,C_pj)为向量与裂缝片段C_pj的方向向量的夹角，其中向量为以裂缝片段C_pi的前端点为起点，与裂缝片段C_pj的后端点连成的向量；

S4：根据所述可疑裂缝片段集合C_p的后端点的纵坐标值，将可疑裂缝片段集合C_p根据降序重新排序，得到完成排序的裂缝片段集合P；

S5：通过基于递归搜索的裂缝识别算法对裂缝片段集合P，输出得到完成递归的所识别的裂缝数据；其中，通过基于递归搜索的裂缝识别算法对裂缝片段集合P进行搜索识别的具体步骤如下：

S51：初始化裂缝数量m＝1；

S52：从裂缝片段集合P中取第一个裂缝标志位flag＝-1的裂缝片段作为当前处理片段P₀，将其裂缝标志位设置为flag＝m，判断裂缝片段集合P中除了当前处理片段P₀外是否还有其他裂缝片段的裂缝标志位flag＝-1，若是，则执行S53步骤；若否，则跳转执行S58步骤；

S53：从裂缝片段集合P中取第二个裂缝标志位flag＝-1的裂缝片段作为待匹配片段P_n；

S54：计算当前处理片段P₀和待匹配片段P_n的片段距离D(P₀,P_n)及其长度L(P₀)、L(P_n)，判断所述片段距离D(P₀,P_n)是否小于预设的距离阈值doff，若是，则执行S55步骤；若否，则进一步判断所述片段距离D(P₀,P_n)是否满足D(P₀,P_n)＜5×min(L(P₀),L(P_n))，若是，则跳转执行S56步骤；若否，则令m＝m+1，然后跳转执行S52步骤；

S55：计算当前处理片段P₀和待匹配片段P_n的片段夹角A(P₀,P_n)，判断片段夹角A(P₀,P_n)是否小于预设的角度阈值aoff，若是，则将待匹配片段P_n的裂缝标志位设置为flag＝m，并将当前待匹配片段P_n作为当前处理片段P₀＝P_n，取下一个裂缝片段作为待匹配片段P_n＝P_n+1，并跳转执行S57步骤；若否，则执行步骤S56；

S56：判断当前待匹配片段P_n是否为裂缝片段集合P中的最后一个元素，若是，则令m＝m+1，然后跳转执行S52步骤；若否，则取下一个裂缝片段作为待匹配片段P_n＝P_n+1，并执行S57步骤；

S57：判断当前待匹配片段P_n是否在裂缝片段集合P中，若是，则跳转执行S54步骤，若否，则执行S58步骤；

S58：判断裂缝数量m是否与裂缝片段集合P中的元素个数相等，若是，则将递归结束后的裂缝片段集合P作为完成识别的裂缝数据进行输出；若否，则将裂缝标志位flag相同的裂缝片段组合为新的裂缝片段，并在集合P中将相应的裂缝片段合并为一个新的组合元素，并对其参数进行初始化，再跳转执行S51重新进行递归搜索；

S6：清洗所检测得到的裂缝数据，并作为识别结果进行输出。