[发明专利]一种基于分形理论的图像处理方法及装置

说明书

本发明提供一种基于分形理论的图像处理方法及装置，方法包括：根据光纤光栅反射光谱的中心波长的位置，确定所述光纤光栅反射光谱的中心波长；基于所述光纤光栅反射光谱因非均匀应变导致的第一光谱区域，确定所述光纤光栅反射光谱的阈值范围；在所述阈值范围内，采用分形理论提取次峰的数量。本发明基于分形理论分析光谱形变信号，建立光谱形变奇异信号与裂纹损伤之间的关系，相比于基于统计建模或者BP神经网络等优化方法，实现了物理可解释性，且不需要大量数据的积累。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体而言，涉及一种基于分形理论的图像处理方法及装置。

背景技术

近年来，由于光学信号具有不容易受电磁干扰的优点，基于光学传感器的结构健康监测越来越受到工业界的青睐。这是因为，结构损伤导致的非均匀应变会导致光纤光栅光谱图像形变，光谱的形变能够表征结构是否有损伤以及损伤的程度(包括单一裂纹损伤、分层损伤等多种损伤类型)。

现有基于桥梁裂纹的信号处理方法包括模型以及深度神经网络算法等方法。然而，现有模型仅处于统计模型。深度神经网络算法可解释性差，无法从机理层面解释不可解释现象，并且其数据是归一化处理数据表证，需要从原始数据出发，分析光谱信号与裂纹损伤的关联。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种基于分形理论的图像处理方法及装置。

本发明提供一种基于分形理论的图像处理方法，所述方法包括：

根据光纤光栅反射光谱的中心波长的位置，确定所述光纤光栅反射光谱的中心波长；

基于所述光纤光栅反射光谱因非均匀应变导致的第一光谱区域，确定所述光纤光栅反射光谱的阈值范围；

在所述阈值范围内，采用分形理论提取次峰的数量。

在一些实施方式中，所述在所述阈值范围内，采用分形理论提取次峰的数量，包括：

将所述分形理论中的FD值设置为第一预设值，对所述阈值范围内的波长进行归一化处理；

在波长进行归一化处理后的阈值范围内，提取反射率平均值不小于第二预设值的第二光谱区域；

在所述第二光谱区域内，采用分形维数的方法提取所述次峰的数量。

在一些实施方式中，所述采用分形维数的方法提取所述次峰的数量，包括：

采用盒子计数法提取分形维数；

利用所述分形维数提取所述次峰的数量。

在一些实施方式中，所述采用盒子计数法提取分形维数，包括：

采用网格为边长∈的正方形覆盖所述第二光谱区域，所述网格的个数为N(∈)，所述分形维数包括第一分形维数和第二分形维数，其中，

所述第一分形维数为：

所述第二分形维数为：

在一些实施方式中，所述次峰的峰值为其所在局部区间内的最大值，即：

且

Δk为局部区间，为反射率平均值。

在一些实施方式中，所述第一预设值为2.5。

在一些实施方式中，所述第二预设值为0.25。

本发明的另一个方面，提供一种基于分形理论的图像处理装置，所述装置包括：

第一确定模块，用于根据光纤光栅反射光谱的中心波长的位置，确定所述光纤光栅反射光谱的中心波长；