[发明专利]一种基于图像连通与骨架分析的裂缝尺寸测量方法

权利要求书

1.一种基于图像连通与骨架分析的裂缝尺寸测量方法，其特征在于，所述测量方法为：

步骤S1：加载一张含有裂缝的场景彩色图像img_src，对彩色图像img_src进行预处理、裂缝分割，检测出彩色图像img_src中的裂缝连通图和裂缝连通图的数量graph_count；

步骤S2：遍历每条裂缝连通图，将循环变量i置为0，计算第i条裂缝连通图的裂缝面积，过滤掉裂缝面积较小的裂缝连通图；

步骤S3：创建与预处理后的彩色图像img_src相同矩形形状和大小的新图curt_graph,并依据裂缝连通图对新图curt_graph进行标识，背景像素值为0、裂缝像素值为1；

步骤S4：基于标识后的curt_graph提取骨架skel；

步骤S5：对标识后的curt_graph内所有像素点进行欧几里德距离变换，形成一个与骨架skel相同矩阵形状大小、数据类型为float的距离变换矩阵dist；

步骤S6：创建一个与距离变换矩阵dist具有相同矩阵形状大小、相同数据类型、且数据全为0的矩阵skel_dist；遍历骨架skel中每一个元素，将元素值为True的对应位置的距离变换矩阵dist的距离变换值提取出来，赋值给对应位置的矩阵skel_dist；

步骤S7：以赋值后的矩阵skel_dist为数据基础，通过对矩阵数据的集合运算计算进而求得裂缝最小宽度、裂缝平均宽度、裂缝最大宽度及裂缝最大宽度的位置信息；

步骤S8：通过对骨架skel上所有像素点数量求和，计算得到裂缝长度及裂缝面积；

步骤S9：依据求得的裂缝骨架、裂缝最大宽度、裂缝最大宽度的位置信息，在彩色图像img_src上绘制出骨架线条，在最大裂缝宽度位置绘制出最大内接圆，在内接圆邻近位置标注裂缝编号及宽度值；

步骤S10：循环变量i自增1，若i＜graph_count，则循环执行步骤S2，直到i≥graph_count，则结束循环；

步骤S11：以上循环结束后，完成图像裂缝可视化标记，保存图像文件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中预处理、裂缝分割的方法具体为：

步骤S101：对彩色图像img_src进行灰度处理，得到灰度图像img_gray；

步骤S102：以孔径尺寸ksize为7的正方形结构元素为掩码，采用中值滤波算法对灰度图像img_gray进行模糊处理，得到图像img_medianblur；

步骤S103：对图像img_medianblur采用三角算法确定最佳阈值，并进行图像二值化，得到二值化图像img_bin；

步骤S104：对二值图像img_bin进行前景及背景修正，以白色为裂缝，黑色为背景，并对整幅二值图像img_bin的像素值占比进行统计，若白色像素居多，则对二值图像img_bin取反；

步骤S105：以边长为3的正方形结构元素为掩码，以正方形的中心为锚点，对二值图像img_bin进行形态学闭操作，消除裂缝内的小黑空洞噪点，处理后得到图像img_close；

步骤S107：以边长为3的正方形结构元素为掩码，以正方形的中心为锚点，对二值图像img_close进行形态学开操作，消除裂缝外的小白斑块噪点，处理后得到图像img_open；

步骤S108：从二值图像img_open中检测所有的裂缝连通图，给每条裂缝连通图打上不同标签，同一条裂缝连通图内的像素值为相同标签值；通过对每一条裂缝连通图内所有像素点数量求和计算裂缝连通图的面积，统计裂缝连通图的数量graph_count。