[发明专利]一种桥梁图像中裂缝的检测方法

说明书

本发明公开了一种桥梁图像中裂缝的检测方法。由于人工标记具有一定的主观性，检测精度较依赖于专家的经验知识，而经验在定量分析中缺乏客观性。本发明如下：一、检测桥面图像中裂缝发生的位置，并完整提取裂缝的形态特征。二、提取图像中裂缝的真实参数。本发明通过图像处理技术，代替人眼完成桥梁裂缝的自动化无损检测。本发明针对桥梁裂缝独特的空间延展性和灰度可区分性，提出的改进的中值滤波算法根据裂缝边缘相似灰度线性分布的特性，在原中值滤波的基础上引入相似灰度扩展方向的思想，不仅能更有效地抑制桥面图像复合噪声的干扰，提高图像信噪比，而且保持了裂缝边缘细节信息的连续性，增加目标裂缝保真滤波的可靠性。

技术领域

本发明属于图像检测技术领域，具体涉及一种桥梁图像中裂缝的检测方法。

背景技术

桥梁作为连接两跨度较大位置点的重要载体，在经过长期的日晒雨淋和负载作业中，所产生的内部应力也会沿着桥梁结构传递到一些薄弱部位，致使该位置结构表面易存在裂缝的产生和发展。而不同走向的表面裂缝对桥梁结构的危害程度也有所不同，若表面裂缝的延伸走向与结构承载面相垂直时，危害影响最大。

经工程实践和理论分析表明，大部分在役桥梁都是带裂缝工作的，而桥梁裂缝带来的潜在危害不容小觑。一旦混凝土桥梁出现较为严重的裂缝，外界空气和有害介质会很容易渗透到混凝土内部经过化学反应产生碳酸盐，造成其中钢筋的碱度环境降低，表面的纯化膜遭受破坏后更易产生锈蚀，此外，混凝土碳化也会加剧收缩开裂，对混凝土桥梁的安全使用产生严重危害。作为桥梁建设中最常见的病害特征，极为细小的裂缝(小于0.05mm)一般对结构性能影响不大，可以允许其存在；而较大裂缝则可能在荷载或外界物理、化学因素的作用下，会不断产生并扩展，形成贯穿缝、深缝，间接甚至直接影响梁体结构的使用寿命和安全性能；若裂缝宽度达到0.3mm以上，则会直接破坏结构的整体性，引起混凝土碳化、保护层剥落和钢筋腐蚀，在桥梁内部形成力学间断面，使桥梁承载能力大为降低，严重时甚至发生垮塌事故，危害结构的正常使用。

因此，桥梁建筑损伤与其表面裂缝的产生和发展有很大关系。为了及时发现裂缝，并采取补救措施以消除安全隐患，通常采用人工巡检和手工标记的方式，表面裂缝由经验丰富的检验人员手工测量并用肉眼观察做记录。但该检测方式机动性差、危险性大、效率低，而且由于人工标记具有一定的主观性，检测精度较依赖于专家的经验知识，而经验在定量分析中缺乏客观性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桥梁图像中裂缝的检测方法。

本发明的步骤如下：

步骤1、裂缝检测

1-1.通过裂缝检测预处理进行裂缝区域的初始定位和灰度化；

对完整桥面图像进行灰度化处理；通过均匀网格划分将完整桥面图像划分为多个局部区域；统计各局部区域内的灰度累计值，得到所有网格区域的灰度分布并提取桥面图像平均灰度值作为灰度阈值；筛选出灰度累计值低于灰度阈值的网格区域作为感兴趣区域；

1-2.对各感兴趣区域进行中值滤波去噪和基于模糊集的图像增强处理，得到多张待分割的裂缝灰度图像；

中值滤波去噪的步骤如下：

(1)遍历感兴趣区域中的各像素点，分别作为目标像素点f_ij，并各自执行步骤(2)至(4)。

(2)分别对目标像素点f_ij八邻域内所有像素点与目标像素点f_ij灰度值进行比较，并取其中灰度差值绝对值最小的2个邻域像素点和

(3)将和作为该目标像素点的邻近灰度扩展方向，并以这两个方向分别向八邻域外扩展一级，得到f_p和f_q两像素点。