《基于圖像處理的路面病害檢測(cè)技new》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、基于圖像處理的路面病害檢測(cè)技（CCD攝像技術(shù)）lCCD攝像技術(shù)是被廣泛使用的路面裂縫檢測(cè)技術(shù)之一。CCD攝像機(jī)具有較高的動(dòng)態(tài)范圍、分辨率和靈敏度，電子快門可用于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景圖像采集。由于計(jì)算機(jī)視頻、計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)視頻采集卡和圖像采集卡即可將CCD攝像機(jī)的視頻信號(hào)采集到計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中，實(shí)時(shí)顯示、存儲(chǔ)和處理。同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)硬件的迅速發(fā)展，基于CCD攝像機(jī)的數(shù)字化圖像系統(tǒng)成本大大降低?；贑CD攝像機(jī)的路面裂縫識(shí)別系統(tǒng)一般都是采用高精度的攝像機(jī)捕捉路面圖像，以模擬或者數(shù)字形式進(jìn)行存儲(chǔ)，再利用圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)進(jìn)行后處理。雖然目前還沒(méi)有被認(rèn)為

2、是很完善的系統(tǒng)出現(xiàn)，但是如果發(fā)展新的圖像處理算法和裂縫識(shí)別方法，開(kāi)發(fā)出高精度的路面裂縫識(shí)別系統(tǒng)還是可能的。除此之外，有些研究者開(kāi)發(fā)出圖像實(shí)時(shí)采集的硬件系統(tǒng)大大提高了圖像采集存儲(chǔ)的速度如利用DSP實(shí)現(xiàn)快速圖像信息采集存儲(chǔ)以及圖像的預(yù)處理。l典型檢測(cè)系統(tǒng)組成典型檢測(cè)系統(tǒng)硬件基本構(gòu)成包括：載體車、CCD攝像機(jī)、計(jì)算機(jī)、圖像采集卡、輔助照明設(shè)備、距離測(cè)量?jī)x、穩(wěn)壓電源等幾部分。將系統(tǒng)設(shè)計(jì)成車載式，可以使系統(tǒng)在正常交通下進(jìn)行工作。采用高性能的攝像系統(tǒng)及圖像處理系統(tǒng)，確保在較高的車速下獲取可靠、清晰的路面圖像，準(zhǔn)確地分析出路面裂縫的各種特征參數(shù)?？紤]到所拍攝路面

3、的寬度，結(jié)合攝像機(jī)的特性，選擇所需攝像機(jī)的數(shù)量，并在檢測(cè)車上固定好攝像機(jī)的安裝角度、高度和位置。當(dāng)采用模擬攝像機(jī)時(shí)，需要安裝圖像捕捉卡，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，傳入計(jì)算機(jī)。CCD攝像機(jī)是借助光學(xué)系統(tǒng)將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，形成視頻信號(hào)。攝像機(jī)的成像受被測(cè)路面的光照條件影響很大，光照強(qiáng)度過(guò)強(qiáng)、過(guò)弱或光照不均勻都不利于成像。為了保證系統(tǒng)在任何環(huán)境下都能正常工作，需配置輔助照明設(shè)備，提供均勻的光照條件，保證圖像質(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)裂縫的精確定位，距離測(cè)量?jī)x也是必不可少的。另外，穩(wěn)定的電源是保證系統(tǒng)正常工作的必要條件。系統(tǒng)的工作流程可分為三部分:圖像獲取、圖像處

4、理和圖像解釋。圖像的獲取是通過(guò)安裝在檢測(cè)車上的攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。拍攝的路面圖像經(jīng)過(guò)數(shù)字化，傳入計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)。路面圖像的數(shù)據(jù)量非常大，一般需要經(jīng)過(guò)壓縮后再進(jìn)行存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)處理可以實(shí)時(shí)或離線地進(jìn)行。數(shù)字圖像處理和解釋是系統(tǒng)的核心，包括圖像預(yù)處理、裂縫特征識(shí)別和裂縫評(píng)價(jià)。一般處理流程為先對(duì)裂縫圖像進(jìn)行濾波處理，減少噪聲，進(jìn)而對(duì)裂縫邊緣進(jìn)行增強(qiáng)，提取裂縫特征信息，最后是識(shí)別裂縫類型、計(jì)算裂縫特征值、統(tǒng)計(jì)裂縫數(shù)量，并依據(jù)裂縫評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)輸出結(jié)果。lCCD和采集卡的工作原理CCD是英文ChargeCoupledDevice即電荷耦合器件的縮寫，它是一種特殊半

5、導(dǎo)體器件，上面有很多一樣的感光元件，每個(gè)感光元件叫一個(gè)像素。CCD在攝像機(jī)里是一個(gè)極其重要的部件，它起到將光線轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的作用，相當(dāng)于光學(xué)傳統(tǒng)相機(jī)中的膠卷。CCD上感光元件的表面具有儲(chǔ)存電荷的能力，并以矩陣的方式排列。當(dāng)其表面感受到光線時(shí)，會(huì)將電荷反應(yīng)在組件上，整個(gè)CCD上的所有感光元件所產(chǎn)生的信號(hào)，就構(gòu)成了一個(gè)完整的畫面。衡量CCD好壞的指標(biāo)很多，有像素?cái)?shù)量、CCD尺寸、靈敏度、信噪比、動(dòng)態(tài)范圍、光譜感應(yīng)曲線等，其中像素?cái)?shù)以及CCD尺寸是最常用的判斷指標(biāo)。像素?cái)?shù)是指CCD上感光元件的數(shù)量。攝像機(jī)拍攝的畫面可以理解為由很多個(gè)小的點(diǎn)組成，每個(gè)點(diǎn)就是

6、一個(gè)像素。顯然，像素?cái)?shù)越多，畫面就會(huì)越清晰，如果CCD沒(méi)有足夠的像素的話，拍攝出來(lái)的畫面的清晰度就會(huì)大受影響，因此，理論上CCD的像素?cái)?shù)量應(yīng)該越多越好。但CCD像素?cái)?shù)的增加會(huì)使制造成本以及成品率下降產(chǎn)。所以，在選擇CCD時(shí)要根據(jù)具體的應(yīng)用尋找一種折中的方案，達(dá)到性能與成本的最佳配合。圖像采集卡有多種各類、規(guī)格，但盡管其設(shè)計(jì)和特性不同，大多數(shù)采集卡的基本原理相同。近年來(lái)，數(shù)字視頻產(chǎn)品取得了顯著發(fā)展。數(shù)字視頻產(chǎn)品通常需要對(duì)動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和處理，因此產(chǎn)品受圖像采集卡的性能影響很大。由于早期圖像采集卡以幀存為核心，處理圖像時(shí)需讀寫幀存，對(duì)于動(dòng)態(tài)畫面還

7、需“凍結(jié)”圖像，同時(shí)由于數(shù)據(jù)傳輸速率的限制，因此圖像處理速度緩慢。90年代初，INTEL公司提出了PCI（PeripheralComponentInterconnect）局部總線規(guī)范。PCI總線數(shù)據(jù)傳輸寬度為32/64位，允許系統(tǒng)設(shè)備直接或間接連接其上，設(shè)備間可通過(guò)局部總線完成數(shù)據(jù)的快速傳送，從而較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問(wèn)題。由于PCI總線的高速度，數(shù)字視頻信號(hào)只需經(jīng)過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的緩存器即可直接存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)內(nèi)存，供計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理，也可將采集到內(nèi)存的圖像信號(hào)傳送到計(jì)算機(jī)的顯示卡顯示，甚至可以將數(shù)字視頻信號(hào)經(jīng)PCI總線直接發(fā)送到顯示卡，在計(jì)算機(jī)終端

8、上實(shí)時(shí)顯示活動(dòng)圖像。采集卡上裝有一塊緩存，它是一種先進(jìn)先出（FIFO）的存儲(chǔ)器，起到采集卡向PCI總線傳輸視頻信號(hào)時(shí)的速度