沥青路面裂缝图像检测算法研究

论文摘要

路面破损检测是高速公路养护与管理工作中很重要的一部分,但我国在路面破损检测方面运用的仍然是传统方法,已不能满足高速公路路面养护与管理的需求。论文基于国内公路交通行业发展的迫切需要,探讨了针对沥青路面裂缝类破损的图像检测算法及系统。论文的主要工作和取得的研究成果有:（1）针对路面图像中裂缝目标和背景区域灰度值相近,不利于裂缝目标的提取,将模糊集合理论引入到沥青路面裂缝检测中,提出了一种封闭性和移植性好的广义模糊变换算子,并将其应用于图像增强算法中,可以很好地增强裂缝边缘的信息。（2）针对实际应用中很难兼顾边缘提取算法的图像处理效果和速度,利用梯度算子获得图像中的感兴趣区域,再构造四种结构元素,结合形态学梯度和OTSU算子提取感兴趣区域的边缘,提出了一种改进的数学形态学边缘检测算法,其不仅具有很好的边缘提取能力,而且具有很快的处理速度。（3）对提取出的物体进行标识和统计,将统计出的噪声滤除,通过区域填充技术弥合裂缝中的空隙,并对处理后的裂缝进行分类。然后对规则裂缝进行细化,通过计数的方法计算出规则裂缝的长度和宽度,或通过蚕食方法计算出不规则裂缝的面积。（4）基于图像处理技术设计了一种沥青路面裂缝检测系统。在Visual C++ 6.0软件开发环境下,借助Mil-Lite 8.0软件开发包,实现了系统的各个模块及相关的图像处理算法。并将该系统应用于沥青路面裂缝检测,实验结果表明,该系统检测效果好、检测精度高,具有很高的实用性和推广性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题提出及研究意义
• 1.2 路面破损检测技术的研究状况
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 存在的主要问题
• 1.3 本课题的研究内容
• 1.4 本文的内容安排
• 第二章 基于模糊的沥青路面裂缝图像增强算法
• 2.1 引言
• 2.2 模糊集合原理
• 2.3 模糊图像增强原理
• 2.4 一种改进的广义模糊图像增强算法
• 2.4.1 广义模糊变换算子
• 2.4.2 算法步骤
• 2.5 实验结果与分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 基于形态学的沥青路面裂缝边缘提取算法
• 3.1 引言
• 3.2 边缘检测原理
• 3.3 基于Sobel 算子的8 方向边缘检测算法
• 3.4 一种改进的数学形态学边缘检测算法
• 3.4.1 数学形态学的基本原理
• 3.4.2 多结构元素的选择
• 3.4.3 算法步骤
• 3.5 实验结果与分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 沥青路面裂缝参数测量算法
• 4.1 引言
• 4.2 裂缝特征提取
• 4.2.1 裂缝标识与数量统计
• 4.2.2 小区域噪声消除
• 4.2.3 区域填充
• 4.2.4 裂缝分类
• 4.3 规则裂缝参数计算
• 4.3.1 裂缝边缘细化
• 4.3.2 裂缝长度计算
• 4.3.3 裂缝宽度计算
• 4.4 不规则裂缝参数计算
• 4.5 实验结果与分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 沥青路面裂缝图像检测系统设计与实现
• 5.1 引言
• 5.2 系统的组成
• 5.3 系统主要模块及功能
• 5.3.1 地理信息采集模块
• 5.3.2 图像采集模块
• 5.3.3 图像处理模块
• 5.4 系统的总体设计
• 5.4.1 系统的总体框架
• 5.4.2 系统的总体流程图
• 5.4.3 系统的软件设计
• 5.5 实验结果分析
• 5.6 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢