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第３１卷第１２期２ ０ １１年１２ 月计算机应用Ｊｏ ｕ ｒｎ ａ ｌｏ ｆＣ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔｅ ｒ Ａ ｐ ｐ ｌｉｃ ａ ｔｉｏ ｎ ｓＶ ０ １． ３１ Ｎ ｏ ． １２Ｄ ｅ ｅ ． ２０ ｌｌ文章编号： １０ ０ １－ ９ ０ ８ １（ ２０ １１）１２－ ３３８ ２－ ０ ３ｄ ｏ ｉ： １０． ３７ ２４／Ｓ Ｐ ． Ｊ． １０８７ ． ２０１１． ０ ３３８ ２基于主动生长的断裂裂缝块的连接方法朱平哲， 黎蔚（ 河南科技大学电子信息工程学院， 河南洛阳４ ７ １０ ０ ３）（ ｚｈ ｕ ｐ ｉｎ ｇ ｚｈ ｅ２０１ｌ＠ １２６． Ｐ ． ｏ ｍ ）摘要： 针对沥青路面裂缝图像分割成二值图像后， 存在虚假信息和边缘断点的问题， 提出一种基于主动生长的断裂裂缝块的连接方法。 该方法依据噪声呈孤立圈状， 裂缝呈线性的特征去除虚假噪声信息； 并采用区域填充法将裂缝轮廓内部空隙填充， 使裂缝呈现块状； 然后采用主动生长法进行断裂裂缝块的连接。 实验表明， 该算法在去除噪声的情况下， 较好实现了断裂裂缝块的连接， 有利于后续的图像测量、 评估等处理。关键词： 孤立噪声； 区域填充； 主动生长； 裂缝块连接； 沥青路面中图分类号： Ｔ Ｐ ３９ １． ４ １文献标志码： ＡＬ ｉｎ ｋ ｉｎ ｇａ ｌｇ ｏ ｒ ｉｔｈ ｍｏ ｆｄ ｉｓｃ ｏ ｎ ｔｉｎ ｕ ｉｔｙｃ ｒ ａ ｃ ｋｂ ｌｏ ｃ ｋｂ ａ ｓｅ ｄ ｏ ｎ ａ ｕ ｔｏ ｎ ｏ ｍ ｏ ｕ ｓｅ ｄ ｇ ｅ ｇ ｒ ｏ ｗ ｉｎ ｇＺ Ｈ ＵＰ ｉｎ ｇ ． ｚ ｈ ｅ ． Ｌ Ｉ Ｗ ｅ ｉ（ Ｃ ｏ ｌｌｅｇ ｅ ｏ ／Ｅ ｌｅｃｔｒｏ ｎｉｃａ ｎ ｄＩｎ ｆ ｏ ｒｍ ａ ｔｉｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉｎ ｅ ｅ ｒ ｉｎ ｇ ，ｌｔｅ ｎ ａ ｎ Ｕ ｒ觑ｒｓａ ｙｏ ｆ鼢Ｍ 删Ｔ ｅｃｈ ｎｏ ｌｏ ｇ ｙ，Ｌ ｕ ｏ ｙａ ｎｇＨ ｅ ｎ ａ ｎ４７ １００３， Ｃ ｈ ／ｎ ａ ）Ａ ｂ ｓｔｒ ａ ｃ ｔ： Ｉｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔｏ ｄ ｅａ ｌ访ｔｌｌ ｔｈ ｅｐ ｒ ｏ ｂ ｌｅ ｍｏ ｆ ｆ ａ ｌｓｅ ｉｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔｉｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｅ ｄ ｇ ｅ ｂ ｒ ｅ ａ ｋ ｐ ｏ ｉｎ ｔ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｂ ｉｎ ａ ｒ ｙ ｉｍ ａ ｇ ｅ ｏ ｆａ ｓｐ ｈ Ｍ ｔｐ ａ ｖ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔｃ ｒ ａ ｃ ｋｉｍ ａ ｇ ｅ ｓｅ ｇ ｍ ｅ ｎ ｔａ ｔｉｏ ｎ ， ａｎ ｅ ｗｍ ｅ ｔｈ ｏ ｄ ｏ ｆｄ ｉｓｃｏ ｎ ｔｉｎ ｕ ｉｔｙｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｂ ｌｏ ｃ ｋｌｉｎ ｋ ｉｎ ｇＷ ［ １８ｄ ｅ ｖ ｅ ｌｏ ｐ ｅ ｄｂ ａ ｓｅ ｄ ｏ ｎ ａ ｕ ｔｏ ｎ ｏ ｍ ｏ ｕ ｓｅ ｄ ｇ ｅ ｇ ｒ ｏ ｗ ｉｎ ｇ ． Ｔ ｈ ｉｓｍ ｅ ｔｈ ｏ ｄ ｒ ｅ ｍ ｏ ｖ ｅ ｄｆ ａ ｌｓｅ ｉｎ ｆ ｏ ｒｍ ａ ｔｉｏ ｎａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉｎ ｇｔｏ ｔｈ ｅ ｃｈ ａ ｒａ ｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏ ｆ ｃｉｒ ｃｕ ｌａ ｒ ｎ ｏ ｉｓｅ ａ ｎ ｄｌｉｎ ｅａ ｒｌｙｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｓ， ａ ｎ ｄｆ ｉｌｌｅｄ ｉｎ ｔｅｒｓｔｉｃｅｂ ｙ ｕ ｓｉｎ ｇｍ ｅ ｔｈ ｏ ｄ ｏ ｆｒ ｅ ｇ ｉｏ ｎ ｆ ｉｌｌｉｎ ｇ ， ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｂ ｙ ａ ｃ ｃ ｏ ｍ ｐ ｌｉｓｈ ｅ ｄ ｌｉｎｋ ｉｎｇｏ ｆｄ ｉｓｃｏ ｎ ｔｉｎ ｕ ｉｔｙｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｂ ｌｏ ｃｋ ｂ ａ ｓｅ ｄ ｏ ｎａ ｕ ｔｏ ｎ ｏ ｍ ｏ ｕ ｓｅ ｄ ｇ ｅ ｇ ｒｏ ｗ ｉｎ ｇ ． Ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉｍ ｅ ｎ ｔａ ｌｒｅｓｕ ｌｔｓ ｓｈ ｏ ｗ ｔｈ ａ ｔ ｔｈ ｅａ ｌｇ ｏ ｒ ｉｔｈ ｍｈ ａ ｓ ｅ ｘ ｅ ｅ Ｈ ｅ ｎ ｔｐ ｅｒｆ ｏ ｒｍ ａ ｎ ｃｅｉｎｅ ｄ ｇ ｅ ｌｉｎ ｋ ｉｎ ｇｏ ｆｄ ｉｓｃｏ ｎ ｔｉｎ ｕ ｉｔｙｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｂ ｌｏ ｃ ｋ ｉｎ ｄ ｉｆ ｆ ｅｒｅｎ ｔｅａ ｇ ｅ￥ ， ａ ｎ ｄｔｈ ｅ ｎ ｏ ｉｓｅ ｓ Ｃ ａ ｎ ｂ ｅｒ ｅ ｍ ｏ ｖ ｅ ｄ ａ ｔ ｔｈ ｅ ｓｓｎ ｌｅｔｉｍ ｅ ， ｗ ｈ ｉｃ ｈｉｓ ｉｎ ｆ ａ ｖ ｏ ｒ ｏ ｆｓｕ ｂ ｓｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｔｉｍ ａ ｇ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓｓｉｎ ｇｓｕ ｃ ｈ ａ ｇｉｍ ａ ｇ ｅｍ ｅ ａ ｓｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄｅｖａ ｌｕａ ｔｉｎｇ ．Ｋ ｅ ｙｗ ｏ ｒ ｄ ｓ： ｉｓｏ ｈ ｔｅ ｄｎ ｏ ｉｓｅ； ｒｅｇ ｉｏ ｎ ｆ ｉｌｌｉｎ ｇ ； ａ ｕ ｔｏ ｎ ｏ ｍ ｏ ｕ ｓ ｇ ｒｏ ｗ ｉｎ ｇ ； ｃｒａ ｃｋｂ ｌｏ ｃｋｌｉｎ ｋ ｉｎ ｇ ； ａ ｓｐ ｈ ａ ｌｔ ｐ ａ ｖ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ０引言边缘检测是图像分割的重要方法， 边缘检测的质量如何决定了后续工作的开展。 沥青路面裂缝图像中往往由于噪声、 不均匀光照和裂缝信息弱小等因素的影响使得检测到的裂缝边缘不够理想， 边缘出现不连续的间断， 而且引入了一些虚假噪声信息¨ ‘２］。 因此， 如何用后处理的方法进行裂缝边缘连接以及去除虚假噪声信息就显得十分重要。边缘连接是把孤立的边缘连接成连续曲线的过程。 通常的边缘连接方法有启发式搜索、 曲线拟合、 Ｈ ｏ ｕ ｇ ｈ 变换等ｐ 。 Ｊ， 它们的基本思想是基于像素之间有一定的相似性， 但是这些基于像素的边缘连接算法都存在一个共同的问题， 就是在搜索形状复杂且存在大量噪声的边缘图像时， 容易出现错误的连接， 并且连接速度较慢， 效率不高。 这主要是因为每个像素的相邻像素有８ 个， 由于裂缝本身的成因和特点， 某些边缘梯度的幅度和方向可能会出现较大的差异， 导致搜索后续像素的方向规则复杂且难以满足千差万别的实际情况‘６一引。基于上述原因， 结合沥青路面裂缝图像边缘检测后的二值图像的特征， 本文不使用边缘像素点而使用边缘检测后得到的不连续裂缝块进行连接。 考虑到实际图像中， 裂缝边缘之间都有一定的关联关系， 即根据裂缝边缘的走向可以预测边缘， 从而实现断裂边缘的连接。 本文结合数学形态学的膨胀和闭操作， 提出了一种基于主动生长的断裂裂缝块的连接方法。１边缘检测后二值路面裂缝图像特征分析由于沥青路面裂缝图像的复杂性， 在边缘检测结果中不可避免地会有边缘断点和虚假裂缝的存在， 需要做进一步的处理， 否则将影响最后对路面的综合评估。 通过对大量沥青路面裂缝图像检测结果进行分析， 发现边缘检测后的二值路面裂缝图像具有如下特征： １）虚假信息表现为孤立的小圈，裂缝呈现一定的线性特征， 且具有一定的长度； ２）一条路面裂缝一般都由两条阶跃型边缘构成， 即一条裂缝是由两条边缘构成的； ３）裂缝边缘在狭窄处或边缘两侧区域的灰度值过于相近处断裂， 且边缘轮廓在此处封闭Ｉｓ－ ９ ］。 基于这些特征，本文先对二值路面裂缝图像进行孤立噪声的消除， 并将裂缝边缘内部空隙填充， 使裂缝呈现块状， 然后采用主动生长法将断裂的裂缝块连接。２裂缝块的形成２． １去除孤立噪声依据检测图像结果， 噪声多表现为孤立状态， 本文采用长线段与二值化结果图进行与操作和判断黑色像素所占比例法¨ …， 可以有效去除孤立点， 步骤如下：１）用３个像素长的线段， 分别从００， ４ ５０， ９ ０。 ， １３５。 四个方收稿日期： ２０１ｌ—ｃｒ７ —０３： 修回日期： ２０１ｌ一吣一１２。基金项目： 河南省交通运输厅科技项目（ ２０ ０ ９ ｐ ２１７ ）。作者简介： 朱平哲（ １９ ８ ２一）， 女． 河南驻马店人， 硕士研究生， 主要研究方向： 图形图像处理； 黎蔚（ １９ ６０ 一）， 女， 河南洛阳人， 副教授． 硕士， 主要研究方向： 图形图像处理。万方数据