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一种新的路面裂缝自动检测算法

系统仿真学报 2017年第9期29卷 2009-2015页

作者：高尚兵颉正潘志庚覃方哲李锐淮阴工学院计算机与软件工程学院淮安223001 杭州师范大学数字媒体与人机交互研究中心杭州311121

实际路面图像因噪声成分复杂、覆盖面广,给检测裂缝造成难度。针对路面病害中裂缝图像自身的特征,提出了一种裂缝自动检测算法。该算法首先使用灰度矫正和滤波处理对裂缝图像进行预处理,然后结合最大类间方差法和Canny算子对病害图像进... 详细信息

实际路面图像因噪声成分复杂、覆盖面广,给检测裂缝造成难度。针对路面病害中裂缝图像自身的特征,提出了一种裂缝自动检测算法。该算法首先使用灰度矫正和滤波处理对裂缝图像进行预处理,然后结合最大类间方差法和Canny算子对病害图像进行边缘检测,再基于裂缝图像中裂缝的最大连通性提出了一种检测定位和精确分割算法,最后利用卷积神经网络算法对路面裂缝分类识别。实验结果表明,该方法在路面裂缝检测效率上具有更大的优势,而且对于不同类型的裂缝图像都具有鲁棒性。

关键词：路面裂缝图像分割最大连通域卷积神经网络

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BP改进算法及其在路面裂缝检测中的应用

长安大学学报（自然科学版） 2010年第1期30卷 46-53页

作者：樊海玮张国翊丁爱玲谢昌荣徐婷长安大学信息工程学院陕西西安710064 北京邮电大学电信工程学院北京100876 扬州市公路管理处江苏扬州225002 北京工业大学北京交通工程重点实验室北京100124

针对传统BP算法抗干扰能力差、学习速率慢且易陷入局部极小值等缺点,提出了一种基于变更传递函数倾斜度和动态调节不同学习速率的BP改进算法,给出了一种新的传递函数,设计了复合误差函数,同时采用了一种分层动态调整不同学习率的新方法... 详细信息

针对传统BP算法抗干扰能力差、学习速率慢且易陷入局部极小值等缺点,提出了一种基于变更传递函数倾斜度和动态调节不同学习速率的BP改进算法,给出了一种新的传递函数,设计了复合误差函数,同时采用了一种分层动态调整不同学习率的新方法,以加快传统BP算法的收敛速度和避免陷入局部极小值,并对路面裂缝图像进行了试验,比较了BP改进算法与传统BP算法在裂缝检测中的性能参数。试验结果表明,BP改进算法将全局均方误差减小了0.812 5,检测速度提高了30%,能够充分满足路面裂缝自动检测的实时性要求,是一种行之有效的方法。

关键词：道路工程 BP神经网络 BP改进算法路面裂缝自动检测

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路面裂缝检测装置小型化探究

科技通报 2013年第12期29卷 221-223页

作者：罗俊景德镇陶瓷学院机电学院江西景德镇333403

在回顾国内外路面裂缝检测装置小型化研究现状的基础上,进行了小型化路面裂缝检测装置设计,从平台选材、相机选型、镜头选型和图像采集卡选型等方面入手,搭建起基于CCD相机的路面裂缝图像采集装置,能为后续处理提供高质量的图像数据。

关键词：路面裂缝小型化检测装置

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基于改进U-net模型的路面裂缝智能识别

数据采集与处理 2020年第2期35卷 260-269页

作者：陈泽斌罗文婷李林福建农林大学交通与土木工程学院福州350100

路面裂缝快速检测及响应是道路养护部门的一项重要工作,然而传统的裂缝检测方法耗时且准确度低。因此,本文基于改进后的U-net模型实现对路面裂缝精准地自动识别。结合Canny边缘检测、Otsu阈值分割算法和人为干预手段研发一款半自动标注... 详细信息

路面裂缝快速检测及响应是道路养护部门的一项重要工作,然而传统的裂缝检测方法耗时且准确度低。因此,本文基于改进后的U-net模型实现对路面裂缝精准地自动识别。结合Canny边缘检测、Otsu阈值分割算法和人为干预手段研发一款半自动标注软件,用以实现路面裂缝的像素级标注。研究以路面2D激光图像为数据集,并在此基础上通过数据增强进行数据集样本扩充,从而构建模型训练原始样本库;在实验分析阶段,使用交叉熵损失函数判断预测值与真实值的误差大小,并结合Adam算法优化模型。研究表明改进后的U-net模型在识别精度及泛化能力上均优于原U-net模型及全连接神经网络模型。该研究将为道路养护管理部门的路面病害快速检测提供技术支撑,从而利于快速响应、采取措施保证路面的行车安全。

关键词： U-net 人工智能 2D激光图像路面裂缝数据增强

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路面裂缝自动识别系统开发中若干问题的探讨

公路 2004年第6期49卷 97-100页

作者：张娟高怀钢沙爱民孙朝云长安大学公路学院西安市710064 西安电子工程研究所西安市710100 长安大学信息工程学院西安市710064

通过对比分析几类路面数据采集传感器 ,提出了基于 CCD摄像机的路面裂缝识别技术 ,研究了如何利用数字图像处理技术解决路面裂缝自动识别的问题。此外 ,针对利用并行处理提高系统实时处理能力、测距技术和辅助照明系统等几个关键技术进... 详细信息

通过对比分析几类路面数据采集传感器 ,提出了基于 CCD摄像机的路面裂缝识别技术 ,研究了如何利用数字图像处理技术解决路面裂缝自动识别的问题。此外 ,针对利用并行处理提高系统实时处理能力、测距技术和辅助照明系统等几个关键技术进行了探讨。这些问题的解决 ,对该类系统的开发具有重要意义。

关键词：路面裂缝自动识别系统路面检测数字图像处理传感器数据采集设备

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路面裂缝检测算法研究

路面裂缝检测算法研究

作者：王龙云南京邮电大学

学位级别：硕士

随着路面破损检测自动化程度的提高,硬件对软件中算法的实时性等要求也越来越高,如何提高算法的效率和适用性一直都是研究的重点。论文在分析总结了国内外研究成果的基础上,秉着实用性及与硬件系统的匹配性原则,研究使用高效率和高... 详细信息

随着路面破损检测自动化程度的提高,硬件对软件中算法的实时性等要求也越来越高,如何提高算法的效率和适用性一直都是研究的重点。论文在分析总结了国内外研究成果的基础上,秉着实用性及与硬件系统的匹配性原则,研究使用高效率和高适用性的检测算法对裂缝进行识别。本文的主要研究内容如下: ⑴裂缝图像中存在的光照不均现象,是近年来研究人员一直在致力于解决的问题。本文分析了基于双线性插值的裂缝图像校正算法,针对该算法存在的不足,在此基础上提出了一种新的裂缝图像校正算法,经实验证明,使用改进的算法能够获得更好校正效果。 ⑵经典的滤波算法虽然能够滤除大部分噪声,但同时会带来使裂缝边缘模糊的问题,为了继承中值滤波的优点并弥补其不足,本文提出了改进的中值滤波算法。并且滤波前对裂缝图像的校正处理,也解决了中值滤波对光照不均图像的处理缺陷。 ⑶在对裂缝图像进行分割的关键步骤中,本文改进了基于直方图估计的阈值分割算法,改进算法不但提高了对裂缝的分割效果,而且还运用裂缝图像的特征简化了算法的计算量,坚守了算法的实时性原则。经过大量的实验证明,本论文应用以上改进算法较好的识别出了裂缝,并完成了对裂缝的特征描述,经与实际状况相比对,检测误差较小。

关键词：路面裂缝图像校正图像增强裂缝分割特征提取

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路面裂缝图像自动识别系统研究

路面裂缝图像自动识别系统研究

作者：赵轲长安大学

学位级别：硕士

随着公路交通行业的快速发展,路面裂缝病害防治工作越来越受到公路养护部门的重视。传统的基于人工视觉检测的方法已经越来越不能适应公路发展的要求,基于图像处理的路面裂缝自动检测技术开始为人们所重点研究。由于路面裂缝图像特征的... 详细信息

随着公路交通行业的快速发展,路面裂缝病害防治工作越来越受到公路养护部门的重视。传统的基于人工视觉检测的方法已经越来越不能适应公路发展的要求,基于图像处理的路面裂缝自动检测技术开始为人们所重点研究。由于路面裂缝图像特征的复杂性,数字图像处理的算法仍是研究的一个难点。本文主要工作是路面裂缝自动检测系统的软件部分研究。论文首先介绍了国内外路面裂缝自动检测系统的发展状况,并给出了路面裂缝的分类,着重研究了路面裂缝自动识别的相关图像处理算法,主要包括裂缝图像增强、图像分割、裂缝特征提取以及裂缝类型判断和参数计算等。数字图像处理技术是系统的核心,是系统研究开发的重点。本文通过回顾路面裂缝识别中现有的数字图像处理技术,分析比较各种算法的特点,选择了合适的图像处理算法,得到了比较理想的图像处理效果,为裂缝类型的判断和参数的计算提供了可靠的保证。本文采用中值滤波对图像进行平滑,有效的去除了裂缝图像的噪声。采用大津法阈值分割,自动获取裂缝图像的阈值,很好的将裂缝图像转化为二值图像。裂缝参数提取是系统设计的主要目的。主要包括裂缝类型的判断以及长度、面积的计算。系统采用阈值判别法,根据连通区域的个数与阈值比较,首先归类出网状裂缝和线性裂缝;然后根据投影法将线性裂缝进一步分类为横向裂缝和纵向裂缝。这样很好地解决了投影法判别网状裂缝误差大的缺点。试验结果表明,该裂缝参数提取方法能够很好韵达到路面养护施工的要求。

关键词：数字图像处理路面裂缝路面检测图像增强特征提取

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基于双层连通性检测的路面裂缝图像去噪算法

公路交通科技 2015年第11期32卷 7-13,26页

作者：彭博罗楠欣蒋阳升陈成 K C P WANG 重庆交通大学交通运输学院重庆400074 西南交通大学交通运输与物流学院四川成都610031 西南交通大学综合运输四川省重点实验室四川成都610031 西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室四川成都610031 School of Civil&Environmental Engineering Oklahoma State UniversityOK74078USA

为了消除路面裂缝图像中的孤立噪声并保护裂缝边缘的细致特征,本文基于像素和裂缝子块两个层级的连通性检测设计了去噪算法,主要包括3个部分：（1）像素连通性检测,剔除连通性差的像素;（2）孤岛噪声消除算法,删除相对孤立的目标区域;（... 详细信息

为了消除路面裂缝图像中的孤立噪声并保护裂缝边缘的细致特征,本文基于像素和裂缝子块两个层级的连通性检测设计了去噪算法,主要包括3个部分：（1）像素连通性检测,剔除连通性差的像素;（2）孤岛噪声消除算法,删除相对孤立的目标区域;（3）8×8裂缝子块去噪算法。然后,提出了算法流程并探讨参数的选择。最后,应用Visual Studio 2008和Open CV编程对本文算法、常用的中值滤波去噪法、长线段和黑色像素比例法进行性能测试,结果表明,本文算法可有效消除孤立噪声并保持边缘连续性,具有更高的准确率（85.06%）和召回率（85.80%）,综合性能指标F1值比后两者分别高0.74%~19.19%和0.20%~12.06%。

关键词：道路工程路面裂缝去噪算法图像处理连通性检测

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路面裂缝自动检测图像识别系统研究

路面裂缝自动检测图像识别系统研究

作者：褚燕利长安大学

学位级别：硕士

路面裂缝作为一种常见的路面病害,越来越受到公路管理和养护部门的重视。对于这种病害的数据信息获取,传统的基于人工视觉检测裂缝的方法愈来愈不能适应公路发展的要求,其耗人力、耗时、不精确、影响交通、检测危险、花费高等缺点,要求... 详细信息

路面裂缝作为一种常见的路面病害,越来越受到公路管理和养护部门的重视。对于这种病害的数据信息获取,传统的基于人工视觉检测裂缝的方法愈来愈不能适应公路发展的要求,其耗人力、耗时、不精确、影响交通、检测危险、花费高等缺点,要求路面状况调查能够自动完成。虽然基于数字图像处理的路面裂缝识别技术在国外已经有所发展,但是由于路面图像的复杂性,数字图像处理算法仍在研究。本文的研究是沥青路面自动检测软件系统的一部分,着重探讨基于数字图像处理公路路面中裂缝病害的智能识别方法及其主要特征的提取,研究现代计算机图像处理技术在路面自动检测中的应用。同时给出了一种基于图像处理的路面裂缝自动检测方法,使用一种快速的针对灰度不均图像校正方法,对降质的路面图像进行增强去噪,然后进行阈值分割,提取出图像上的线性特征,最后再根据线性特征从原来灰度图像上识别出裂缝目标,得到比较满意的实验结果。数字图像处理是本文的研究重点也是裂缝检测系统中的核心技术,主要包括图像增强,图像分割,图像特征提取等几部分。针对问题的提出,通过对这几部分算法的研究,各种算法特点的比较,本文尝试了使用中值滤波和大津法阈值分割分别对实验对象处理,基本能够为特征参数的获取提供有效的裂缝信息。裂缝特征参数的计算是裂缝评价的依据,在特征提取部分,文中使用细化等方法对裂缝图像做进一步处理分析,通过像素点的统计,计算出裂缝的面积,长度,宽度等特征信息。将计算机图像处理结果与实际公路现场检测结果对比表明该方法的可行性、准确性和有效性,能够得到比较满意的效果。可以初步实现对公路路面裂缝图像的预处理、图像分割和相关的特征计算。本系统可望应用于公路路面裂缝进行自动检测,并且能够为公路管理和养护部门的决策提供路面检测的科学依据,同时对于类似的图像处理任务有借鉴意义。

关键词：路面裂缝数字图像处理自动检测路面检测图像增强特征提取