[发明专利]一种大面积桥面图像拼接方法

说明书

本发明公开了一种大面积桥面图像拼接方法。随着计算机视觉检测技术的发展，逐渐出现将图像检测应用于桥梁检测工程实践中。但由于桥体空间较大，若采用远程拍摄取样，会受到摄像机分辨率的限制，致使无法得到满意的检测精度。本发明如下：1、逐张采集被检测桥面的图像，得到桥面图像集合。之后，进行图像预处理。2、图像配准。3、图像融合。本发明通过图像采集与处理技术，代替人眼完成桥梁病害特征的自动化无损检测，对复杂地形环境下的桥面损伤检测技术的研究具有非常重要的现实意义。一方面增强了施工安全性，另一方面提高了作业机动性和灵活性。发明实现了大面积桥面图像的保真拼接，提高了图像拼接精度和效率。

技术领域

本发明属于图像检测技术领域，具体涉及一种大面积桥面图像拼接方法。

背景技术

桥梁作为重要的交通枢纽，经过长期的日晒雨淋和负载作业，内部应力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出现裂缝等病害特征。由于桥梁表面的病害特征致使外界空气和有害介质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。因此为保证梁体结构的使用寿命和安全性能，需要对桥梁表面病害特征进行及时检测并治理。

为了及时检测出桥面病害特征，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。然而桥底表面检测工作环境往往较为危险，这种检测方式机动性差、危险性大、效率低。而且桥面损伤由经验丰富的检验人员手工测量并用肉眼观察做记录，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。

随着计算机视觉检测技术的发展，逐渐出现将图像检测应用于桥梁检测工程实践中。但由于桥体空间较大，若采用远程拍摄取样，会受到摄像机分辨率的限制，致使无法得到满意的检测精度。因此需要对桥梁表面进行近距离的连续多组取样，并对采集到的样本图像进行大面积的图像拼接，而拼接效果会直接影响到桥面病害特征的检测精度。为了在满足宽视角、高分辨率的基础上，尽可能减少累计误差，提高桥面图像拼接精度，实现真实桥梁检测面信息的全局展现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大面积桥面图像拼接方法。

本发明的具体步骤如下：

步骤1、逐张采集被检测桥面的图像，得到桥面图像集合。之后，提取并统计桥面图像集合中各桥面图像的亮度分量信息，并分别对各桥面图像的亮度分量信息进行均衡化。然后通过傅里叶变换将各桥面图像变换到频域内，并采用相位相关算法中的归一化互功率谱的相位信息得到图像间的平移参数，完成对相邻图像间重叠区域的预估算。

步骤2、图像配准

首先，在各相邻图像间重叠区域内提取SIFT特征点。然后通过自适应对比度阈值法筛选SIFT特征点，得到由匹配点对组成的特征描述符。并采用RANSAC算法计算各相邻图像间的投影变换矩阵。

自适应对比度阈值法具体如下：

(1)设定特征点数量下限N_min＝200，上限N_max＝300，对比度阈值T_c＝T₀。T₀为初始阈值，取值为0.02～0.04。

(2)进行特征点检测，并统计对比度高于T_c的特征点数量N。

(3)若N_min≤N≤N_max，则将对比度高于T_c的特征点纳入初始匹配点集，剔除对比度低于阈值T_c的特征点，并直接进入步骤(5)。否则，执行步骤(4)。