[发明专利]隧道衬砌裂缝图像检测方法

权利要求书

1.隧道衬砌裂缝图像检测方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、将分辨率7448*3000隧道衬砌裂缝图像作为输入数据，在进入网络之前做预处理，在原始图像上做大小为500*500的滑动窗口，向右平移步长为x像素，向下平移步长为y像素，依次记录滑窗的编号N_i，j得到26*24矩阵大小，滑窗经Faster R-CNN网络检测得到裂缝置信度最高的候选框区域；

其中，i＝1，2，……，26；j＝1，2，……，24；

步骤二、对候选框中裂缝进行判断真伪，将存在裂缝的每个滑窗(N_i，j)分为9个区域，对该滑窗图像中的裂缝取中心点(x₀，y₀)，用于确定属于哪个区域，具体各个位置的判别方法如下：

1)、对裂缝中心点处于滑窗区域左上角位置的真伪判断：计算N_i，j-1图像中检测到的裂缝与N_i，j图像裂缝重叠为η₁，计算N_i-1，j图像中检测到的裂缝与N_i，j图像裂缝重叠为η₂，η₁＞η且η₂＞η，则可判定N_i，j图像上以(x₀，y₀)为中心的裂缝是个真裂缝，反之则判断为伪裂缝；

2)、对裂缝中心点处于滑窗区域上中位置的真伪判断：计算N_i，j-1图像中检测到的裂缝与N_i，j图像裂缝重叠为η₁，计算N_i，j+1图像中检测到的裂缝与N_i，j图像裂缝重叠为η₂，计算N_i-1，j图像中检测到的裂缝与N_i，j图像裂缝重叠为η₃，η₁＞η且η₂＞η且η₃＞η，则可判定N_i，j图像上以(x₀，y₀)为中心的裂缝是个真裂缝，反之则判断为伪裂缝；

3)、对裂缝中心点处于滑窗区域右上角位置的真伪判断：计算N_i，j+1图像中检测到的裂缝与N_i，j图像裂缝重叠为η₁，计算N_i-1，j图像中检测到的裂缝与N_i，j图像裂缝重叠为η₂，η₁＞η且η₂＞η，则可判定N_i，j图像上以(x₀，y₀)为中心的裂缝是个真裂缝，反之则判断为伪裂缝；

4)、对裂缝中心点处于滑窗区域右侧位置的真伪判断：计算N_i，j+1图像中检测到的裂缝与N_i，j图像裂缝重叠为η₁，η₁＞η，则可判定N_i，j图像上以(x₀，y₀)为中心的裂缝是个真裂缝，反之则判断为伪裂缝；

5)、对裂缝中心点处于滑窗区域右下角位置的真伪判断：计算N_i，j+1图像中检测到的裂缝与N_i，j图像裂缝重叠为η₁，计算N_i+1，j图像中检测到的裂缝与N_i，j图像裂缝重叠为η₂，η₁＞η且η₂＞η，则可判定N_i，j图像上以(x₀，y₀)为中心的裂缝是个真裂缝，反之则判断为伪裂缝；

6)、对裂缝中心点处于滑窗区域下中位置的真伪判断：计算N_i，j-1图像中检测到的裂缝与N_i，j图像裂缝重叠为η₁，计算N_i，j+1图像中检测到的裂缝与N_i，j图像裂缝重叠为η₂，计算N_i+1，j图像中检测到的裂缝与N_i，j图像裂缝重叠为η₃，η₁＞η且η₂＞η且η₃＞η，则可判定N_i，j图像上以(x₀，y₀)为中心的裂缝是个真裂缝，反之则判断为伪裂缝；

7)、对裂缝中心点处于滑窗区域左下角位置的真伪判断：计算N_i，j-1图像中检测到的裂缝与N_i，j图像裂缝重叠为η₁，计算N_i+1，j图像中检测到的裂缝与N_i，j图像裂缝重叠为η₂，η₁＞η且η₂＞η，则可判定N_i，j图像上以(x₀，y₀)为中心的裂缝是个真裂缝，反之则判断为伪裂缝；

8)、对裂缝中心点处于滑窗区域左侧位置的真伪判断：计算N_i，j-1图像中检测到的裂缝与N_i，j图像裂缝重叠为η₁，η₁＞η，则可判定N_i，j图像上以(x₀，y₀)为中心的裂缝是个真裂缝，反之则判断为伪裂缝；

9)、裂缝中心点处于滑窗区域中间位置的真伪无需判断；

判别真伪裂缝重叠面积的阙值η具体表达如下：

其中，S₁为以(x₀，y₀)为中心的预判定N_i，j图像裂缝面积，S₂为与N_i，j图形裂缝面积进行计算重叠的N_i′，j′图像裂缝面积，i′，j′为N_i′，j′图像的位置信息，i′取值为i±1，j′取值为j±1；重叠面积阈值选取η＝0.5；

步骤三、将步骤二中确定是真裂缝的滑窗图像标记为1，确定是伪裂缝和无裂缝的图像标记为0，生成一个0-1矩阵的图像信息，转化为二值图像，利用连通区域删除小面积算法，阈值设置为4，深度去除伪裂缝，确定精确的裂缝候选框。