基于數(shù)字圖像處理的瀝青路面裂縫識別技術(shù)研究.pdf

1、作為瀝青路面最重要的兩種破損形式，疲勞開裂和車轍已經(jīng)成為影響路面使用性能的主要因素。根據(jù)交通部《高速公路養(yǎng)護質(zhì)量檢測方法（試行）》之規(guī)定，公路養(yǎng)護部門需要定期對公路路面狀況進行病害調(diào)查，以便指定相應(yīng)的維修養(yǎng)護策略。而瀝青路面裂縫是路面疲勞開裂與車轍的直觀表現(xiàn)形式，因此瀝青路面裂縫必然成為路面調(diào)查的一項重要指標。傳統(tǒng)的人工裂縫調(diào)查方法越來越不能適應(yīng)高速公路發(fā)展的要求，其主要缺陷是速度慢，個人主觀程度大，而且花費高，危險，還影響正常交通。因

2、此，研發(fā)有效的自動檢測算法是當前急待解決的熱點和難點問題。本文將針對路面破損圖像裂縫檢測算法中存在的一些難題，運用數(shù)字圖像學原理和方法，從路面圖像的增強、分割、裂縫的度量和分類、集成圖像的路面管理系統(tǒng)等多個方面進行研究。并根據(jù)路面破損圖像特點，重點研究路面裂縫分割算法。主要的研究內(nèi)容和成果如下:
　　1、在圖像預(yù)處理方面，根據(jù)路面裂縫圖像的特點，為了更好地突出圖像裂縫線形特征的方向性，對單模板進行擴展，并構(gòu)造了8個方向的模板。提出

3、和實現(xiàn)了圖像掩膜平滑預(yù)處理算法，并在試驗中與其他方法進行對比，顯示出一定得優(yōu)越性。
　　2、重點研究基于數(shù)字圖像處理的路面裂縫自動識別算法。首先，對OSTU閾值分割算法進行改進，提出最大類內(nèi)、類間距離閾值準則。其次，運用小波技術(shù)，分析不同的小波基，分解水平，重構(gòu)策略對路面圖像裂縫識別的影響。進而改進小波變換梯度和模最大值圖像分割算法，提出新的小波技術(shù)圖像分割算法，并在圖像裂縫識別中成功的運用。最后，運用數(shù)學形態(tài)學原理，提出多尺度頂

4、帽變換，根據(jù)結(jié)構(gòu)元素的類型、結(jié)構(gòu)元素的大小、膨脹操作的次數(shù)等對路面圖像進行分割試驗，并取得較好的效果。
　　3、在裂縫寬度、長度、面積、密度及空洞等幾何特征提取的基礎(chǔ)上，提出了識別線性裂縫和網(wǎng)狀裂縫的方法，識別縱向裂縫和橫向裂縫的方法，以及識別塊狀裂縫和龜裂的方法。這些方法與復(fù)雜的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法相比，計算成本較低，無需進行大量的樣本訓練，因此可在無人為干預(yù)的情況下，對裂縫進行自動分類。
　　4、提出了集成數(shù)字圖像的路面管理