基于图像处理的路面裂缝识别研究

基于计算机视觉的路面裂缝检测研究摘要：随着我国公路使用寿命的增长和交通负荷的增加，路面裂缝检测和养护已成为道路交通领域的首要任务。

为改善人工检测的准确性不高和效率低的问题，使用计算机视觉技术对图象进行识别处理与计算可一定上程度改善此类问题。

本文主要从路面裂缝成因分析、路面裂缝图像处理、裂缝几何特征提取、裂缝图像滤波增强算法展开研究，基于计算机对路面裂缝图像进行处理，提取裂缝主要特征，进行计算分析，从而提高路面裂缝检测的效率和精确度。

关键词：路面裂缝检测；计算机视觉；图像处理；计算分析0 引言目前，公路行业将从大规模建设阶段逐步过渡到大规模养护阶段。

行车荷载导致路面裂缝产生，雨雪等天气加剧路面裂缝破损。

裂缝是路面损害的初期表现形式，及时检测发现裂缝非常重要。

目前我国的路面裂缝检测主要以人工检测为主，但人工检测主要存在检测效率不高、精确度不高、人工耗费过大、影响正常交通等缺点，已经不能满足需求越来越大的道路维保检测任务。

随着自动化检测技术的不断成熟发展，将计算机视觉技术应用于路面的养护检测上，能够对人工检测的不足加以改善，提高检测的效率及精度[1]。

近年来，机器学习和深度学习相关技术得到了井喷式发展，其对图像的识别检测拥有更强的鲁棒性和准确率。

基于计算机视觉对路面裂缝的识别研究方向大致分为基于数字图像处理和基于深度学习[2]。

路面病害的修补与参数测量计算逐渐结合机器视觉技术被广泛应用于路面养护、路面材料与结构设计和路面性能评价分析等领域。

1路面裂缝分析1.1路面裂缝成因分析造成路面裂缝的原因有很多种，外部原因主要是路面行车数量的增加、超载、施工标准不合格以及自然环境等因素的影响，内部原因主要为路面建设时地基不牢靠、填土不均匀以及路面材料质量不合格等原因。

这些原因都会使得路面出现不同程度的损坏，因此路面损坏所表现出的形式和特征也是多种多样的[3]。

2裂缝图像数据采集2.1路面裂缝图像数据采集表1摄像头参数型号传感器参数像素厂商单位像素尺寸IMX486CMOS2000w SONY 1.2μm×1.2μm为了获取足够多的路面裂缝图像，本文从两个方面收集数据：第一，从Internet上爬取用于路面裂缝检测数据；第二，人工采集并标注路面裂缝图像，建立数据集。

基于图像处理和深度学习的沥青路面裂缝检测技术研究摘要：随着我国经济的高速发展，公路总里程呈现增长逐年放缓的态势，从高速增长阶段进入到建设养护并行阶段。

本文分析了路面检测技术的3个阶段；概述了深度学习的概念原理；论述了基于深度学习的沥青路面裂缝检测技术的发展历程与不足。

研究表明为了减少外界因素对现有检测技术和检测设备的干扰，提高检测信号的信噪比，应该开发适合各种情况下的路面检测和数据处理方法，实现路面检测高效化。

关键词：养护；深度学习；裂缝检测；高效化一、引言截至2021年末，我国公路总里程预计达到520万公里，相比于新中国成立之初全国能通车的公路仅有8.08万公里，如今我国的路网保有量已位居全球第一。

其中高速公路里程、全国四级及以上等级公路里程、二级及以上等级公路里程分别达到13.65万公里、433.86万公里、62.22万公里，各乡镇、各建制村完成硬化路面建设的占到整体总数的98%以上。

我国的高速公路路面以沥青路面为主，由于交通量的日益增加，原有设计与施工质量不能满足现有的交通量及车辆荷载，导致公路路基路面出现了各种病害。

如果不及时发现这些病害，路面性能将大大降低，甚至会发生安全事故。

因此，及时地对路面状况进行检测对道路养护尤为重要，通过道路路面检测判断道路的使用情况以及损坏程度，为道路养护管理提供重要依据。

早期，国内外主要采用传统的人工检测。

这种方法浪费了大量人力资源，且检测时间长，准确度不够。

从1990年代以来，随着计算机技术和数字图像采集处理技术的发展，国内外在基于图像处理技术的路面病害检测已成为主要的研究方向。

二、深度学习概述深度学习是一种特殊的机器学习方法，它是机器学习的一大分支。

深度学习的基本结构就是深层神经网络，它的构思来源于生物神经系统实验，模仿动物神经网络行为特征。

1981 年Roger等经过多年的实验发现了人的视觉系统从低层到高层抽象、从稀疏表达到抽象化原理，越到最后越能表达清楚意图。

基于数字图像处理技术的混凝土裂缝识别方法研究一、引言混凝土裂缝是混凝土结构中最常见的缺陷之一，它对结构的耐久性和安全性具有很大的影响。

因此，对混凝土裂缝的识别和评估具有重要的意义。

近年来，数字图像处理技术在混凝土裂缝识别方面得到了广泛的应用。

本文旨在探讨基于数字图像处理技术的混凝土裂缝识别方法，以提高混凝土结构的可靠性和安全性。

二、数字图像处理技术数字图像处理技术是将数字计算机处理技术应用于图像处理的一种技术。

它主要包括图像获取、图像处理和图像分析三个步骤。

其中，图像获取是指将物理世界中的图像转化为数字信号，图像处理是指对数字图像进行预处理、增强、分割、特征提取等操作，图像分析是指对处理后的图像进行识别、分类、测量等分析。

三、混凝土裂缝识别方法混凝土裂缝识别方法主要包括传统方法和数字图像处理方法。

传统方法主要是手工检查，但这种方法存在主观性、效率低等缺点。

数字图像处理方法通过数字化混凝土表面图像，采用图像处理技术实现自动识别，具有自动化、高效率、准确性高等优点。

（一）图像获取图像获取是数字图像处理的第一步。

对于混凝土表面图像，可以通过数码相机、扫描仪等设备获取。

同时，为了保证图像的质量，需要在拍摄或扫描时注意光源、角度、清晰度等因素。

（二）图像预处理图像预处理是数字图像处理的第二步。

它主要包括图像增强、滤波、灰度化等操作。

对于混凝土表面图像，由于图像中有很多干扰因素，如灰尘、反光等，需要对图像进行预处理以提高后续处理的准确性。

（三）图像分割图像分割是数字图像处理的关键步骤。

它主要是将图像分成若干个区域，以便进行后续的处理。

对于混凝土表面图像，可以采用阈值分割法、边缘检测法等方法进行裂缝的分割。

（四）裂缝特征提取裂缝特征提取是数字图像处理的重要步骤。

它主要是将裂缝从图像中提取出来，并提取其形状、长度、宽度等特征。

对于混凝土表面图像，可以采用形态学操作、边缘检测等方法进行裂缝特征提取。

（五）裂缝识别裂缝识别是数字图像处理的最终目的。

公路路面裂缝图像识别技术研究发布时间：2023-02-17T05:23:25.423Z 来源：《中国建设信息化》2022年10月第19期作者：熊雪平[导读] 阐述公路路面常见裂缝的形式及产生原因，对基于图像处理的路面裂缝识别技术进行分析，采用对比度增强和高斯滤波对图像像素进行增强处理，基于中值滤波算法对采取的图像进行初期降噪处理，采用Prewitt算子分割法和Otsu阈值分割算法对图像进行分割处理，得到路面裂缝图像背景和目标明显区分效果图，便于采用计算机进行后期识别和分类分析，供同类工程参考。

熊雪平邵阳通泰路桥建设有限公司湖南省邵阳市、422000摘要：阐述公路路面常见裂缝的形式及产生原因，对基于图像处理的路面裂缝识别技术进行分析，采用对比度增强和高斯滤波对图像像素进行增强处理，基于中值滤波算法对采取的图像进行初期降噪处理，采用Prewitt算子分割法和Otsu阈值分割算法对图像进行分割处理，得到路面裂缝图像背景和目标明显区分效果图，便于采用计算机进行后期识别和分类分析，供同类工程参考。

关键词：公路路面裂缝；图像识别；技术研究1公路路面常见裂缝种类的分析高速公路路面裂缝在施工因素、气候条件、交通通行量及车辆类型等综合因素作用下产生，其主要形式包括：横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝和块状裂缝。

横向裂缝是由于修筑初期路基压实不足产生的，主要出现在高速公路路面的侧边，受到路面车辆长时间的碾压，裂缝越来越大。

其主要特征为裂缝的分布相对规则，裂缝纵向间距较大，方向为垂直道路中线方向。

纵向裂缝的产生主要是由于路面加宽压实不足、路面修筑时纵向连接处处理不当及重载车辆过度行驶等原因造成，裂缝特征为长度和深度较大，深度一般为5～40mm；长度较长，可达几十米，裂缝的宽度在1～5mm不等，中部一般较大，两边部分较细浅；方向与公路中线平行。

网状裂缝产生的原因是路面基础层软化、稳定性不强和整个路面强度不足等因素引起，其特征为：裂缝的缝间距40cm以下，宽度一般大于0.1cm，其短边的长度一般低于0.4mm，裂缝区域的面积往往大于10m2，其形状多为不规则结构。

关于数字图像处理的路面裂纹识别系统的图像配准摘要：数字图像处理在路面裂纹识别中应用广泛，目前各种算法的准确性和稳定性仍有待提高。

本文提出了一种针对路面裂纹的数字图像处理技术，采用了图像配准和分割算法，能够准确快速地进行裂纹划分。

在实际应用中取得了较好的效果，能够更好地辅助路面维护工作。

关键词：数字图像处理，路面裂纹识别，图像配准，分割算法，维护正文：一、引言路面裂纹识别是道路维护工作的重要环节之一，随着数字图像处理技术的发展，数字图像处理在路面裂纹识别中的应用越来越广泛。

然而，目前的数字图像处理算法准确性和稳定性还有待提高。

本文提出了一种基于图像配准的路面裂纹识别系统，能够在路面维护中起到较好的辅助作用。

二、图像配准图像配准是数字图像处理中的一个重要步骤，其目的是将多幅图像进行准确的重叠，以实现后续处理的精度。

在路面裂纹识别中，由于路面状况的不同，每次拍摄的图像也会有所不同，而图像的配准则可以保证后续的识别和分割能够更加准确地进行。

本文采用了基于特征点匹配的配准方法，通过选取图像中的特征点，计算这些特征点的相互位置关系，最后得到一个包含配准变换的矩阵，可以将多幅图像进行重叠。

三、分割算法在路面裂纹识别中，分割算法是一个比较复杂的过程，其目的是将裂纹区域和非裂纹区域进行区分。

本文采用了改进的聚类算法，将不同的像素值通过迭代的方式进行聚类，实现裂纹区域和非裂纹区域的分离。

值得注意的是，在聚类算法中采用了自适应的聚类阈值，能够适应不同场景下的不同光照和路面情况，提高了算法的准确性和稳定性。

四、实验结果本文将提出的路面裂纹识别系统应用于一些实际情况中，并进行了数次实验。

实验数据表明，本文提出的算法有效地处理了路面图片中的裂纹问题，在实际应用中取得了较好的效果，能够为路面维护部门提供更好的辅助工具，提高路面的维护质量。

五、结论本文提出了一种基于图像配准和分割算法的路面裂纹识别系统，能够在路面维护中起到较好的辅助作用。

基于数字图像处理的混凝土裂缝检测技术研究一、引言混凝土结构是现代建筑中最常见的材料之一，但是随着时间的流逝和外界环境因素的影响，混凝土结构中的裂缝问题也逐渐变得普遍。

裂缝的存在会降低混凝土结构的强度和承载能力，甚至会危及整个建筑的安全。

因此，对混凝土裂缝进行及时有效的检测和修复，是保障建筑安全的重要措施之一。

近年来，随着数字图像处理技术的发展和普及，基于数字图像处理的混凝土裂缝检测技术逐渐成为了研究热点。

二、数字图像处理技术在混凝土裂缝检测中的应用1.数字图像处理技术的优势数字图像处理技术具有高效、精准、自动化等优势，能够对图像进行快速的处理、分析和识别，减少人为干预的误差和主观性，提高检测的准确性和可靠性。

2.数字图像处理技术在混凝土裂缝检测中的应用数字图像处理技术在混凝土裂缝检测中的应用主要包括图像采集、图像预处理、特征提取和分类识别等方面。

其中，图像采集是基础，需要使用高分辨率、高灵敏度的相机进行拍摄，保证图像的清晰度和真实性；图像预处理则是为了消除噪声、增强图像对比度和亮度等，使得裂缝能够更加清晰地呈现出来；特征提取则是通过算法对图像进行处理，提取出图像中裂缝的位置、长度、宽度等信息；最后，分类识别则是通过对特征进行分类和识别，判断图像中是否存在裂缝。

三、数字图像处理技术在混凝土裂缝检测中的关键技术1.图像分割技术图像分割技术是数字图像处理的基础，其目的是将图像分为若干个互不重叠的像素集合，以便进行特征提取和分类识别等操作。

在混凝土裂缝检测中，图像分割技术可以将混凝土表面的裂缝区域和非裂缝区域进行分离，为后续的特征提取和分类识别等操作提供基础。

2.裂缝特征提取技术裂缝特征提取技术是混凝土裂缝检测中的关键技术之一，其目的是从图像中提取出裂缝的位置、长度、宽度等特征信息。

常用的裂缝特征提取技术包括基于边缘检测的方法、基于模板匹配的方法、基于形态学的方法等。

3.分类识别技术分类识别技术是将裂缝区域和非裂缝区域进行分类和识别的过程。