浅谈路面裂缝图像预处理

刘训星 张建

摘要：随着经济快速发展，村村通工程推进，公路路面损坏，影响通行舒适和存在交通隐患，其中路面裂缝是衡量公路质量重要指标之一。裂缝图像预处理直接影响后期对裂缝的分割，本文介绍了图像灰度化、中值滤波和图像的缩放和增强图像预处理方式。

关键字：路面裂缝、图像灰度化、中值滤波

一、绪论

公路路面由于长期暴露在外，受磨损、灾害和破坏的影响，将会破坏路面、影响公路质量。道路养护重要的一个参数是路面裂缝。路面裂缝检测技术是研究的难点、是提高路面养护有效的手段。

路面裂缝图像预处理，通过均值滤波法、中值滤波法、高斯滤波法等处理增强裂纹信息并抑制图像的噪声。因此，对采集到图像预处理很有必要。

二、路面裂缝图像预处理

（一）概述

1.图像处理，对原始图像去雾、去噪操作，使得图像变得清晰。

2.路面裂缝图像分析，通过使用模式识别等技术实现对目标裂缝的识别和分析。

3.路面裂缝理解，在图像分析基础上结合地质学、物理学对路面损坏程度，采取措施。

（二）路面裂缝对象的特征

不同路面的图像灰度直方图有较大差异，灰度直方图具有明显的特征是单峰性。

三、路面裂缝图像的预处理

（一）路面裂缝图像灰度化

灰度图像不含有彩色信息，只有亮度信息。每个像素取值为0-255，其中0表示是最暗（黑），255表示最亮（白）。如图2、3所示：

（二）路面裂缝图像缩小

1.图像比例缩放

图像比例缩放在纵轴和横轴按一定的比例同时缩放相同的倍数。原图中像素为，新图中对应像素为，用矩阵方式表示缩放前后两点如公式（1）所示。（1）

2.路面裂缝图像增强

（1）直方图均衡化

不同路面图像灰度直方图的相差较大，但是它们有一个共同点是灰度直方图呈现具有单峰性，如图4所示：

（2）图像增强技术

图像增强技术是图像处理的最基本技术之一。图像增强技术不是以保留原图为原则，而是有选择性突出图像中某些信息，又渐弱部分信息。如图5所示：

（3）均值滤波法

均值滤波法算法步骤，如图6所示：

均值滤波法算法比较简单能够清除空洞噪声，但是会使得原图变得模糊。

（4）高斯濾波法

高斯滤波法是线性平滑的滤波。高斯滤波法优点：（1）清除空洞噪声。（2）清除高斯噪声效果好。

（5）中值滤波法

中值滤波法是一种非线性的平滑技术。算法如图7所示：

中值滤波法特点：（1）清除空洞噪声。（2）清除孤立的噪声点。（3）图像的边缘信息的保护。如图8所示：

三、结语

公路路面裂缝图像，受光照不均等影响，图像存在令人不满意的地方，对裂缝对象进行预处理，能较好改善裂缝图像效果，下一步将研究改进算法提高预处理效果。

参考文献：

[1]杨洋.基于分形理论的路面裂缝图像分割方法研究[D].长安大学，2014.

[2]文立.改进的灰度校正算法在路面裂缝图像处理预处理中应用”课程为例[J].计算机系统应用，2015，24（2）：220-224.

[3]王钰琦.运动平台视频图像去模糊算法的研究[D].上海交通大学，2016.