高速公路路面裂缝识别算法研究

经过研究给出了不均匀光照的路面裂缝图像识别的详细算法。算法采用多窗口中值滤波进行图像平滑,既能去除图像的噪声点,又较好地保留了裂缝的边缘信息;使用背景子集图像插值校正法进行灰度校正,有效地克服了不均匀成像对后期图像分割的影响;采用otsu阈值分割、形态学去噪及连通区域标记完成裂缝图像分割;选用连通区域个数、投影特征和分布密度3个参数完成裂缝分类;最后提取裂缝长度、宽度和破损面积等裂缝参数。实验结果显示分类准确率为94%,线状裂缝长度误差均值为7.2%,宽度误差均值为11.3%,非线状裂缝的面积误差均值为9.6%,表明这一方法有效、可靠。      

基于图像连通域的桥梁裂缝提取方法

裂缝是水泥混凝土桥梁的一种常见病害形式,基于图像的桥梁裂缝病害检测是实现桥梁数字化无损检测的一项新技术.为此,提出了一种基于图像连通域的桥梁裂缝提取方法,以实现从桥梁图像上准确识别裂缝,并提取其特征参数.针对水泥混凝土桥梁图像采集时,施工接缝、光照、污损、抖动等因素造成的干扰,主要分3个步骤实现裂缝目标的提取:(1)对...     

一种基于数学形态学的车牌图像边缘检测及提取算法

针对牌照字符目标与背景的差异性,提出1种基于数学形态学的牌照字符提取方法。该算法对输入图像进行相邻像素差分,保留纵向纹理;通过二值化和数学形态学处理,得到许多大小不同的连通域;计算各连通域的特征参数,利用牌照区域和背景区域对应的连通量的特征差别,实现有效抑制背景而保留牌照的目的。选择了1组有代表性的图像作为测试样本,验证了该算法的准确性和环境适应性。     

基于最大相关准则图像分割的结构化道路路径识别和跟踪算法

为提高基于视觉导航的智能车辆对结构化道路车道标识线的识别和跟踪精度,同时消除车流、阴影和光照不均匀等不利因素的影响,提出一种基于最大相关准则的图像分割算法及基于感兴趣区域的车道标识线跟踪算法:首先,对图像进行滤波和光线补偿等前期处理,采用最大相关准则的图像分割算法对道路图像进行阈值分割;然后,根据车道的结构特征及先验知识提取车道标识线的特征点,并运用最小二乘法对特征点拟合,得到车道模型的参数;最后,通过建立感兴趣区域(ROI)的方法实现对车道标识线的准确跟踪。试验结果表明,该算法具有很好的准确性、实时性和鲁棒性。     

复杂背景下的多车牌定位技术研究

针对竖直边缘检测的车牌定位方法在多车牌定位中的梯度分割阈值的问题,提出一种改进的阈值选取方法。即先将图像进行区域划分,然后采用区间梯度均值和Otsu阈值的平均值作为新的阈值来分割区域图像。该方法对车牌污染、车牌远近不一致等情况具有良好的适应性。同时,针对从车牌候选区域中去除伪车牌的问题,提出了利用新的主连通域分析的方法和颜色、宽高比等特征来从候选区域中正确提取多个车牌的方法。该方法能够较好地去除复杂背景下的类似于车牌背景的颜色伪车牌,以及和车牌字符有着相似纹理特征的伪车牌。测试结果表明,该方法车牌定位率超过97.3%,去除伪车牌后的车牌定准率超过88.5%,同时在时间上能够较好地满足实时路况中准确定位出车牌的需求。     

基于Top-Hat-Canny的汽车前视摄像头图像边缘检测方法研究

针对汽车前视摄像头(Forward View Camera)拍摄存在噪声及光照不均匀的问题,提出一种基于顶帽算法TopHat Canny的多重边缘检测图像预处理方法。通过对前视摄像头拍摄的道路行人、车辆及障碍物的图片进行分析,采用小波阈值算法分别对彩色图像(Red-Green-Blue,RGB)3个空间分量进行滤波去噪,并经加权平均法对重组的3个分量灰度化处理后,采用Top-Hat-Canny多重边缘检测方法对图像进行处理。实验仿真结果表明:该方法可以有效地解决噪声及光照不均对图像边缘检测带来的影响,为后续目标识别工作提供基础。     

桥梁混凝土结构表面裂缝自动识别技术研究

为了满足桥梁检测发展的需求,提高混凝土结构表面裂缝的识别精度,基于既有图像预处理技术,提出一种新的裂缝提取及宽度计算方法。在图像预处理基础上,通过裂缝连接保留细小裂缝,将裂缝区域当作连通区域,根据裂缝特征参数过滤虚假裂缝,提取真实裂缝;寻找裂缝区域的交叉点,通过交叉点将整个裂缝区域划分成多个小裂缝,将小裂缝的最小外接矩形分割成多个小矩形区域,计算小矩形区域中裂缝特征参数,得到裂缝宽度。以混凝土试件重力加载形成的表面裂缝为对象,改变相机拍摄距离与拍摄倾斜角度获取裂缝图像,应用该方法计算裂缝宽度,并与裂缝观测仪的测量结果进行误差对比分析。结果表明:该算法裂缝识别率高、检测误差小,裂缝检测误差随拍摄距离或拍摄倾斜角度的增大而增大;为了满足实际工程的需要,采集裂缝图像时,拍摄距离最好保持在1m以内,倾斜角度尽量不要超过15°。     

基于熵最大化图像分割的直线型车道标识识别及跟踪方法

为了解决在道路路面材料不一致或光照不均匀情况下的车道标识线的识别和跟踪问题,提出一种基于熵最大化的图像分割可变形模板的车道标识线识别及跟踪方法.该方法结合了图像变窗口处理技术和基于熵最大化分割方法来实现对道路图像的理想分割,然后利用可变形模板匹配方法得到车道标识线参数,最后采用建立梯形感兴趣区域的方法实现对车道标识线的实时跟踪.试验结果表明：该方法具有很好的可靠性、鲁棒性和实时性.     

基于YOLOv2-Tiny的环视实时车位线识别算法

车位线识别是自动泊车系统中感知环节的关键,本文基于轻量化的目标识别网络YOLOv2-Tiny实现车位角点检测,并通过对网络识别出的角点块区域进行灰度化、自适应二值化、开运算等预处理,后续进行骨架提取,利用概率霍夫变换检测角点骨架直线从而计算校正后的角点中心,并确定车位摆向。所提出的方法可用于检测不固定角度的平行、垂直与斜列车位,识别效果优异,检测效率高,可满足实时性要求。     

基于Retinex的低光照车位图像增强

针对自动泊车过程中车载鱼眼相机拍摄的车位图像因低光照环境导致图像整体偏暗、车位信息模糊而无法检测出车位的问题，本文中设计了一种融合限制对比度自适应直方图均衡化（CLAHE）和改进单尺度Retinex(SSR)的车位线图像增强算法。首先将鱼眼相机图像畸变矫正后转换生成鸟瞰图；然后使用优化映射函数计算过程的CLAHE算法对鸟瞰图预处理；进而使用基于迭代方框滤波估计入射分量的单尺度Retinex算法增强图像；经过滤波和形态学处理，最后基于亮通道先验将图像灰度化，得到最终的增强结果。本文采集多组低光照场景下单侧鱼眼相机摄取的实际泊车过程视频，截取驶过停车位过程中的单帧图像作为数据输入，并使用一种基础车位检测算法对增强结果进行检测，试验结果表明，经过增强后可被检测出车位的视频帧数量超过90%，且单帧图像增强算法处理时间仅38 ms。     

基于视频图像的公路隧道火灾烟雾检测

为有效检测公路隧道火灾烟雾并预警，针对公路隧道传统火灾烟雾探测器存在的反应慢和功能单一等问题，通过分析研究火灾烟雾视频图像的颜色和纹理特征，提出一种基于烟雾图像特征的公路隧道火灾烟雾检测方法。首先，通过改进后的Vibe算法模型提取图像运动区域；然后，在YUV色彩空间中确定疑似烟雾区域后利用颜色滤出方法分割出疑似烟雾区域；最后，用从疑似烟雾区域图像中提取的颜色矩和均匀局部二进制模式（ULBP）与灰度共生矩阵（GLCM）构成机器学习分类器的输入向量进行隧道火灾烟雾识别。为满足复杂的隧道环境，对比分析BP神经网络、支持向量机、随机森林3种机器学习分类器的烟雾识别效果，选出最优算法作为公路隧道烟雾识别分类器。通过模拟公路隧道火灾烟雾试验视频和某实际公路隧道火灾视频对分类器进行试验测试，结果表明： 基于BP神经网络算法的检测系统识别性能最优，选取的烟雾特征具有较高识别精度，能够在隧道复杂环境中识别火灾烟雾。     

改进K-means算法在混凝土裂缝图像去噪中的应用

在复杂裂缝情况下，传统裂缝图像去噪技术很难达到理想的降噪效果，且在所提取的图像中裂缝通常表现出畸形、间断或者填充不密实的现象。针对这些问题，提出了一种基于改进初始聚类中心的K-means混合降噪方法：首先利用改进K-means聚类算法对原始RGB图像中裂缝进行预提取；然后设置阈值进行图像灰度二值化操作；最后采用腐蚀膨胀的方法对裂缝区域和形态进行改善。试验结果表明，该方法在降低图像存储大小的同时有效去除了噪声，加快了裂缝形态的提取速度，保证了裂缝形态的真实性和完整性，能够批量化处理大量混凝土裂缝图像。     

基于计算机视觉的停车位车辆存在性检测方法

为了提高停车场的车位利用率,有效地管理停车场,提出了1种基于计算机视觉的车位检测方法.与传统的视频检测方法不同,该方法在停车位上绘制了特定的辅助识别图案,图案具有各向同质性的特征,在大部分光照、阴影的影响下具备图案特征不变性,且与一般车辆上绘制的图案有显著差别,在此基础上采用图像检测算法对图案进行数学解析描述,作为检测目标,同时采用图像识别算法,逐行扫描各个像素,利用模式匹配判断停车位状态.通过选取停车场的2个车位进行实例验证,准确率为98.12%.结果表明该方法识别速度快、准确率高,具有很好的应用前景.      

融合自适应光照预处理和深度学习的钢桥腐蚀检测方法

针对钢结构桥梁实桥腐蚀图像往往由于光照条件较差或光照不均匀导致腐蚀区域检测困难的问题,提出了一种融合自适应光照预处理方法和深度学习的钢桥腐蚀检测方法。首先,采用Global and Local Fusion(GLF)对比度增强算法结合KinD++低光增强模型的方法,对图像进行预处理;其次,采用粗标注结合K-means算法标注腐蚀区域得到分割标签;最后,采用原始图像和预处理后图像分别对UNet++网络进行了训练和测试,验证了所提出的预处理方法的有效性和优越性。结果表明：所提出的自适应光照预处理方法有效改善了实桥腐蚀图像的光照不均和低光照问题,修复和增强了细节和纹理特征信息,颜色保真度较高;所提出的数据标注方法能够精准标注腐蚀区域,减少边缘描绘工作;与原始图像相比,该方法预处理后的图像训练的模型在准确率、精确率、召回率、F1-score、交并比IoU和A_UC上分别提高了5.2%、2.7%、22.5%、19.4%、25.4%和10.5%;对于光照良好的均匀腐蚀图像,预处理对分割精度提高有限,对于点蚀图像,分割精度有较大的提高,对于低光照或光照均匀性较差的图像,分割精度得...     

基于改进的YOLOv3模型的焊缝缺陷检测方法研究

文章针对目前汽车生产线中焊接检测自动化程度较低、检测鲁棒性较差等问题,利用深度学习算法的特征提取能力,提出了一种基于改进的YOLOv3模型的焊缝缺陷检测方法。该方法基于连通域提取工件上的焊缝图像,并将提取到的焊缝图像输入到改进的深度学习模型中进行训练,通过融合大、中、小3个尺度的感受野,实现不同尺度焊缝缺陷的高精度识别和定位。试验结果表明,本方法可准确识别焊缝缺陷,且具有抗干扰能力强、识别速度快等优点,可有效提升焊装生产线的自动化水平。     

基于同态滤波的车道线检测技术

由于路面在夜晚受灯光照射的影响,传统的车道线的检测算法常常会出现车道线检测不准确的现象。针对这种情况,文中提出基于同态滤波的车道线检测方法。首先对原始图像的光照均匀度进行判断,然后通过同态滤波器去除灯光照射不均匀的影响,接着使用Hough变换得到车道线的参数。试验结果表明,该方法通过一系列的变换和处理后,能够很好地消除路面灯光照射的影响,清晰准确地识别出道路标识线,具有很好的准确性、鲁棒性和可靠性,同时对不同的光照条件也有较强的适应性。     

数学形态学和多尺度分析的路面裂缝提取

针对路面图像对比度低、背景纹理复杂、噪声多的特点,首先通过设计一种频域滤波器进行滤波,去除部分噪声,增强裂缝图像和抑制背景的干扰;其次基于多尺度分析的优点,选取不同尺寸的结构元素进行形态学运算,进一步去除噪声及伪裂缝;最后进行Beamlet变换,对不同尺寸、不同位置和方向的裂缝目标进行精确逼近,重构裂缝图像从而提取目标。试验结果证明了该方法的有效性,取得了比较好的效果。     

基于特征的车辆牌照定位算法

车辆牌照定位是车辆牌照识别中的重要步骤，文章针对车图象的复杂背景及非均匀的光照条件，提出了一种基于特征的车牌实定位算法。实验结果表明，该处一位准确率较高，鲁棒性较好。     

基于火焰区域跳动特性的高速公路隧道火灾火焰检测方法

为了准确检测高速公路隧道火灾火焰,提出一种基于火焰区域跳动特性的火焰检测方法,其利用小波变换的高频敏感性来分析高速公路隧道视频火焰区域的高度变化特性。首先对视频图像进行背景更新,提取运动区域并滤除移动车辆的灯光干扰;然后在HSI颜色模型下识别出类似火焰颜色的疑似区域。疑似区域变化是火焰跳动特性的直接体现,故基于这一特点,对连续多帧图像疑似区域的高度变化曲线进行小波分解,并利用小波高频分量系数的局部极大值数量来判断视频图像中是否存在火焰。仿真试验结果表明,此种算法具有很高的准确性和有效性。     

变化光照条件下的交通标志快速鲁棒检测

变化光照条件下交通标志检测算法的准确率往往会显著降低。针对此问题,提出了1种新颖的概率图建立方法,并结合最大稳定极值区域特征进行交通标志检测。该方法包括3个处理步骤:①根据不同光照条件对真实场景交通标志样本图像进行明确分类以构建多类颜色直方图,将交通标志输入图像由原始色彩表达转变为概率图(直方图反投影);②通过在概率图上进行 MSER特征提取,获取候选的交通标志区域;③根据候选区域的面积、宽高比等特征快速有效去除非交通标志区域。实验结果表明在弱光照和强光照条件下基于归一化RGB的交通标志检测算法检测准确率分别下降到84.4%和83.0%,基于红蓝图的交通标志检测算法检测准确率分别下降到87.4%和86.3%,提出的算法在变化光照条件下依然可以保持90%以上的检测准确率,对光照变化有较好的鲁棒性。