[发明专利]隧道渗水检测的图像处理方法

说明书

一种隧道渗水检测的图像处理方法，属于图像处理技术领域。其特征是包括下列步骤：对黑色渗水区域检测时，首先对原图像进行高斯滤波；对所得到结果中的规则线条所在的区域进行去除；再对其进行基于均值的黑色区域检测和基于亮度值和对比度的特征测量，并去除无效区域；最后，对整幅图像进行横向和纵向测量得到标记黑色渗水区域的隧道图像。对反光渗水区域检测时，首先对高斯滤波后的图像进行显著性区域检测；再根据梯度值进行阈值分割，求取显著性区域和梯度较大区域的重合部分；最后从重合区域中去除包含显著性像素较少的区域得到标记反光渗水区域的隧道图像。本方案与红外热成像法和激光描法相比，不仅有高准确率，还缩减了检测所需的成本。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种隧道渗水检测的图像处理方法。

背景技术

近年来，我国轨道交通发展迅速，特别是隧道工程在轨道交通中被越来越多的采用，但由于在隧道工程中使用的混凝土收缩徐变、自然风化，以及一些地质灾害或人为因素引起的结构破坏，使得大量隧道设施的养护问题显现出来，提前使轨道交通中的隧道工程进入了养护期。如果能够预测隧道中出现的安全隐患或在设施出现故障的初期就对其采取相应措施，将会大大降低养护费用，提高线路的安全指数。

在各类隧道病害中隧道渗水已成为影响隧道结构强度的关键因素。隧道渗水对隧道其它病害有着直接或间接的影响，是涉及最为广泛的隧道病害之一。隧道结构上存在的缺陷极易导致渗水病害的发生，而渗水的长期作用又会加剧隧道结构的破坏，隧道渗水实际上是隧道各种病害的综合反映。所以加强隧道衬砌渗水检测方法的研究，是实现有效预防隧道病害潜在危害的必要途径，对可能存在的安全隐患作出预测。

现有的隧道渗水常规检测通常采用人工目测的方法，存在效率低、主观性强等缺点,因此历年来人们一直着力于隧道渗水的快速无损检测技术的研究。目前应用较为广泛的方法有：红外热成像法是目前应用最为广泛的渗水自动检测方法,它根据不同温度的物体的红外热辐射不同实现渗水检测。另一种激光描无损检测法也在迅速发展,它能对隧道进行全方位描检测,从而记录下渗水面积大小和位置,具有描速度快、测量精度高等特点，但上述方法均存在花费成本高的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道渗水检测的图像处理方法，可以有效地利用图像处理的方法检测并标记隧道图像中的黑色渗水区域和反光渗水区域，并克服了现有技术中存在的缺点。

本发明是这样实现的，其特征在于实施步骤如下：

第一步：黑色渗水区域检测，包括下列步骤：

一、高斯滤波：读入一幅图像D，其分辨率为p×q，将D分割成3000×3000的小图像im后经高斯滤波得到imm；

二、检测并去除imm中规则线条所在的区域得valid：对图像imm检测并去除规则的近似直线物体所在的区域imline_vh和管状物体所在的区域imline_pipe得到区域valid：

所述规则的近似直线物体所在的区域imline_vh须同时满足以下几个特征：

1)该区域的长轴长度与短轴长度的比值axis须大于20，以确保该区域近似为直线；

2)若该区域长轴与x轴交角大于85度或小于-85度，则判为垂直直线；

3)若该区域长轴与x轴交角大于-5度且小于5度，则判为平行直线；

所述管状物体所在的区域imline_pipe须同时满足以下几个特征：

(1)该区域长轴长度与短轴长度的比值axis须大于90，以确保该区域近似为直线；

(2)两线条长度的比值ratio须满足0.8＜ratio＜1.2，以确保两线条长度近似相等；