CN103528527A - 基于区域选定的裂缝尺寸自动测量方法 - Google Patents

基于区域选定的裂缝尺寸自动测量方法 Download PDF

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张�杰
齐超
张宁
刘峰
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Yangtze River Delta Research Institute Of Beijing Jiaotong University
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Yangtze River Delta Research Institute Of Beijing Jiaotong University
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Abstract

本发明涉及工程检测技术，具体是一种用于对各类建筑、桥梁等设施上的裂缝尺寸进行检测的基于区域选定的裂缝尺寸自动测量方法。该方法包括以下步骤：1）采集裂缝图像，转换为单通道灰度图像；2）对灰度图像进行打点截图；3）将图像分为前景与背景部分；4）运用长宽为2，参考点为（0,0）的核对图像进行遍历；遍历完成一次即对图像进行一次单步腐蚀，统计腐蚀次数S1；5）对二值化裂缝图像进行取反操作，实现裂缝的细化，之后对图像进行取反；6）实现裂缝的细化的改进；统计裂缝像素个数S2；7）单步腐蚀宽度和单像素宽度的确定：求得：a=W1/S1；b=L1/S2；8）求得裂缝的最大宽度W=S1*a,长度L=S2*b。

Description

基于区域选定的裂缝尺寸自动测量方法
技术领域
本发明涉及工程检测技术，具体是一种用于对各类建筑、桥梁等设施上的裂缝尺寸进行检测的基于区域选定的裂缝尺寸自动测量方法。
背景技术
目前，公知的裂缝尺寸测量是通过技术人员运用标尺等实物工具对裂缝进行现场测量，这种测量方式会因裂缝的不规则性导致测量难度的增加,所费人力较大且工作环境比较恶劣。并且会因为工具的限制导致测量的不准确,从而无法判断裂缝的增长趋势。市面上一些超声波裂缝测量工具是针对裂缝深度的测量，无法对长度和宽度进行判断。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服传统检测方法的缺陷，提供一种可在计算机上运行、检测效率高、准确度高的基于区域选定的裂缝尺寸自动测量方法。
本发明基于区域选定的裂缝尺寸自动测量方法包括以下步骤：
1）采集裂缝图像，针对采集到的裂缝图像，将三通道彩色图像转换为单通道灰度图像；
2）对灰度图像进行打点截图，截取区域即为N点多边形的内部；
3）通过手动设定阈值将图像分为前景与背景部分；
4）提取出完整的二值化裂缝图像之后，运用长宽为2，参考点为（0,0）的核对图像进行遍历；遍历完成一次即对图像进行一次单步腐蚀，当图像各像素点灰度值总和不再变化时即腐蚀完成，统计腐蚀次数S1；
5）对二值化裂缝图像进行取反操作，Pi(2≤i≤9)为作用点P1的邻点，黑点为0白点为1；若同时满足以下条件a至条件d：
a.1<∑Pi<7,(2≤i≤9)；
b.P2=0且P3=1,P3=0且P4=1,P4=0且P5=1,P5=0且P6=1,P6=0且P7=1,P7=0且P8=1,P8=0且P9=1,P9=0且P2=1,当且仅当满足其中一个；
c.P2*P4*P6=0；
d.P4*P6*P8=0；
则将目标点变为黑点；重复以上步骤实现裂缝的细化，之后对图像进行取反；
6）提取出的细化裂缝在拐角处存在多余点，Pi(2≤i≤5)为作用点P1的四邻域点，若同时满足以下条件a至条件c：
a.P5=0且P2=0；
b.P2=0且P3=0；
c.P3=0且P4=0；
则将目标点变为黑点；重复以上步骤实现裂缝的细化的改进；将所得图像进行取反，即可得到目标位黑背景为白的二值化裂缝细化图像；统计裂缝像素个数S2；
7）单步腐蚀宽度和单像素宽度的确定：
将长度为L1宽度为W1的矩形替代采集到的裂缝图像进行步骤1）至步骤6）的操作，获得该特定矩形的S1和S2值，求得：a=W1/S1；b=L1/S2；其中L1和W1为常量，且W1/L1≤0.1；
8）根据对采集到的裂缝图像所进行的步骤1）至步骤6）处理所获得的S1和S2值，以及步骤7）获得的a和b值，求得裂缝的最大宽度W=S1*a,长度L=S2*b。
本发明可以对采集到的裂缝图像在计算机上进行选定区域的尺寸自动测量，降低测量难度改善工作环境，增加测量效率。
附图说明
图1是本发明实施例中将裂缝图像转换为单通道灰度图像的示意图；
图2是本发明实施例进行裂缝区域的选择处理后的示意图；
图3－图5是本发明实施例手动选定阈值实现图像的二值化过程示意图；
图6和图7分别是本发明实施例某一次腐蚀处理后的效果示意图；
图8是本发明实施例细化处理后的效果示意图；
图9是本发明实施例进行腐蚀宽度和单像素宽度的计算时提供的标准矩形示意图。
具体实施方式
本发明方法的实施例包括以下步骤：
1）采集裂缝图像，针对采集到的裂缝图像，将三通道彩色图像转换为单通道灰度图像，如图1所示；
2）对灰度图像进行打点截图，截取区域即为N点多边形的内部，如图2所示；
3）通过手动设定阈值将图像分为前景与背景部分；方便使用者直观观察裂缝的提取状态，如图3－图5所示；
4）提取出完整的二值化裂缝图像之后，运用长宽为2，参考点为（0,0）的核对图像进行遍历；遍历完成一次即对图像进行一次单步腐蚀（如图6、图7），当图像各像素点灰度值总和不再变化时即腐蚀完成，统计腐蚀次数S1；
5）对二值化裂缝图像进行取反操作，Pi(2≤i≤9)为作用点P1的邻点，黑点为0白点为1；若同时满足以下条件a至条件d：
a.1<∑Pi<7,(2≤i≤9)；
b.P2=0且P3=1,P3=0且P4=1,P4=0且P5=1,P5=0且P6=1,P6=0且P7=1,P7=0且P8=1,P8=0且P9=1,P9=0且P2=1,当且仅当满足其中一个；
c.P2*P4*P6=0；
d.P4*P6*P8=0；
则将目标点变为黑点；重复以上步骤实现裂缝的细化，之后对图像进行取反；
6）提取出的细化裂缝在拐角处存在多余点，Pi(2≤i≤5)为作用点P1的四邻域点，若同时满足以下条件a至条件c：
a.P5=0且P2=0；
b.P2=0且P3=0；
c.P3=0且P4=0；
则将目标点变为黑点；重复以上步骤实现裂缝的细化的改进；将所得图像进行取反，即可得到目标位黑背景为白的二值化裂缝细化图像；统计裂缝像素个数S2；如图8所示；
7）单步腐蚀宽度和单像素宽度的确定：
将长度为L1宽度为W1的矩形替代采集到的裂缝图像进行步骤1）至步骤6）的操作（如图9），获得该特定矩形的S1和S2值，求得：a=W1/S1；b=L1/S2；其中L1和W1为常量，且W1/L1≤0.1；
8）根据对采集到的裂缝图像所进行的步骤1）至步骤6）处理所获得的S1和S2值，以及步骤7）获得的a和b值，求得裂缝的最大宽度W=S1*a,长度L=S2*b。

Claims (1)

1.一种基于区域选定的裂缝尺寸自动测量方法，其特征是：包括以下步骤，
1）采集裂缝图像，针对采集到的裂缝图像，将三通道彩色图像转换为单通道灰度图像；
2）对灰度图像进行打点截图，截取区域即为N点多边形的内部；
3）通过手动设定阈值将图像分为前景与背景部分；
4）提取出完整的二值化裂缝图像之后，运用长宽为2，参考点为（0,0）的核对图像进行遍历；遍历完成一次即对图像进行一次单步腐蚀，当图像各像素点灰度值总和不再变化时即腐蚀完成，统计腐蚀次数S1；
5）对二值化裂缝图像进行取反操作，Pi(2≤i≤9)为作用点P1的邻点，黑点为0白点为1；若同时满足以下条件a至条件d：
a.1<∑Pi<7,(2≤i≤9)；
b.P2=0且P3=1,P3=0且P4=1,P4=0且P5=1,P5=0且P6=1,P6=0且P7=1,P7=0且P8=1,P8=0且P9=1,P9=0且P2=1,当且仅当满足其中一个；
c.P2*P4*P6=0；
d.P4*P6*P8=0；
则将目标点变为黑点；重复以上步骤实现裂缝的细化，之后对图像进行取反；
6）提取出的细化裂缝在拐角处存在多余点，Pi(2≤i≤5)为作用点P1的四邻域点，若同时满足以下条件a至条件c：
a.P5=0且P2=0；
b.P2=0且P3=0；
c.P3=0且P4=0；
则将目标点变为黑点；重复以上步骤实现裂缝的细化的改进；将所得图像进行取反，即可得到目标位黑背景为白的二值化裂缝细化图像；统计裂缝像素个数S2；
7）单步腐蚀宽度和单像素宽度的确定：
将长度为L1宽度为W1的矩形替代采集到的裂缝图像进行步骤1）至步骤6）的操作，获得该特定矩形的S1和S2值，求得：a=W1/S1；b=L1/S2；其中L1和W1为常量，且W1/L1≤0.1；
8）根据对采集到的裂缝图像所进行的步骤1）至步骤6）处理所获得的S1和S2值，以及步骤7）获得的a和b值，求得裂缝的最大宽度W=S1*a,长度L=S2*b。
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