一種基于孔洞填充的路面裂縫識(shí)別方法

一種基于孔洞填充的路面裂縫識(shí)別方法摘要路面裂縫的識(shí)別是道路維護(hù)和管理的關(guān)鍵任務(wù)之一。本文提出了一種基于孔洞填充的路面裂縫識(shí)別方法。首先通過(guò)圖像預(yù)處理將原始圖像轉(zhuǎn)化為二值圖像，然后利用孔洞填充算法對(duì)圖像中的破洞進(jìn)行填充，最后通過(guò)形態(tài)學(xué)處理和連通域標(biāo)記方法進(jìn)行裂縫的提取和識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法提高了裂縫識(shí)別的準(zhǔn)確率和效率。關(guān)鍵詞：路面裂縫；孔洞填充算法；形態(tài)學(xué)處理；連通域標(biāo)記AbstractCrackidentificationofpavementisoneofthekeytasksforroadmaintenanceandmanagement.Inthispaper,acrackidentificationmethodbasedonholefillingisproposed.Firstly,theoriginalimageisconvertedtoabinaryimagebyimagepreprocessing.Thentheholesintheimagearefilledbyholefillingalgorithm.Finally,cracksareextractedandidentifiedbymorphologyprocessingandconnecteddomainlabeling.Experimentalresultsshowthatthismethodimprovestheaccuracyandefficiencyofcrackidentification.Keywords:pavementcrack;holefillingalgorithm;morphologyprocessing;connecteddomainlabeling1.引言道路的交通是社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)繁榮的重要基礎(chǔ)設(shè)施，而路面的裂縫是道路維護(hù)和管理的重要任務(wù)。裂縫的識(shí)別、分類和評(píng)估是道路維護(hù)管理的關(guān)鍵步驟，因此，自動(dòng)化路面裂縫識(shí)別和評(píng)估技術(shù)得到了越來(lái)越多的關(guān)注。目前，路面裂縫的識(shí)別方法主要包括閾值分割法、邊緣檢測(cè)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。這些方法在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)路面裂縫的識(shí)別和分類，但仍然存在一些問(wèn)題，如干擾噪聲、裂縫斷裂、小碎片等情況。為了解決這些問(wèn)題，本文提出了一種基于孔洞填充的路面裂縫識(shí)別方法。2.方法2.1圖像預(yù)處理首先，將原始圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像，然后進(jìn)行自適應(yīng)閾值處理，得到二值圖像。自適應(yīng)閾值處理可以克服光照不均勻、背景復(fù)雜等問(wèn)題，提高二值化效果。2.2孔洞填充孔洞填充算法是一種用于填補(bǔ)圖像中破洞的技術(shù)?？锥刺畛渌惴梢詫D像中的黑色區(qū)域（孔洞）填充為白色區(qū)域，從而降低圖像中的噪聲，使目標(biāo)更加明顯。具體步驟如下：1.將二值圖像反轉(zhuǎn)，使黑色區(qū)域變?yōu)榘咨珔^(qū)域。2.對(duì)反轉(zhuǎn)后的圖像進(jìn)行連通域標(biāo)記，標(biāo)記出所有的連通域。3.針對(duì)每個(gè)連通域，計(jì)算該連通域的面積，并計(jì)算出該連通域的外邊界和內(nèi)邊界，根據(jù)內(nèi)邊界和外邊界之間的面積計(jì)算出孔洞的大小。4.對(duì)每個(gè)孔洞進(jìn)行填充，將孔洞內(nèi)部的像素值變?yōu)榕c外部相鄰的像素值。2.3形態(tài)學(xué)處理形態(tài)學(xué)處理是一種基于像素點(diǎn)形狀的圖像處理方法，常用于對(duì)二值圖像進(jìn)行分析和變換。本文采用形態(tài)學(xué)處理方法對(duì)孔洞填充后的圖像進(jìn)行細(xì)化和膨脹操作。細(xì)化操作可以將較寬的線條細(xì)化為一像素寬，從而更好地提取裂縫輪廓。膨脹操作可以填充裂縫斷裂處的空隙，使裂縫更加完整連續(xù)。2.4連通域標(biāo)記連通域標(biāo)記是一種圖像處理技術(shù)，用于將圖像中所有與目標(biāo)連通的像素標(biāo)記為同一類別。本文使用連通域標(biāo)記方法進(jìn)行裂縫的提取和識(shí)別。對(duì)于一個(gè)裂縫，如果其連通域的面積滿足一定條件，則將其認(rèn)為是有效的裂縫。3.結(jié)果與分析本文將所提出的方法應(yīng)用于實(shí)際的路面裂縫識(shí)別場(chǎng)景中，與傳統(tǒng)的邊緣檢測(cè)方法進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)所用的數(shù)據(jù)集包括不同尺寸、不同類別的路面裂縫圖像。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，本文所提出的方法具有較高的識(shí)別準(zhǔn)確率和效率。與傳統(tǒng)的邊緣檢測(cè)方法相比，該方法可以更好地識(shí)別較小的裂縫和裂縫斷裂的情況，同時(shí)減少了噪聲的干擾。4.總結(jié)本文提出了一種基于孔洞填充的路面裂縫識(shí)別方法。該方法通過(guò)圖像預(yù)處理、孔洞