一种基于直线扫描的裂缝识别方法、设备及介质与流程

本申请一般涉及工程检测，具体涉及一种基于直线扫描的裂缝识别方法、设备及介质。

背景技术：

1、随着交通、电力、建筑等领域的迅猛发展，电力隧道、地面和墙体的裂缝检测对安全生产具有重要意义。传统的裂缝识别方法有图像处理识别法、深度学习识别法、光电传感识别法等等，然而，这些装置和方法不具有通用性，仅适用于特定场合。当前，大部分隧道、地面和墙体的裂缝检测依然依赖人工巡检。

2、另外，图像处理识别方法容易受到光线干扰，墙体图像的颜色分布不均衡，采用像素阈值筛选裂缝区域容易引入弱光区域的墙体；深度学习识别方法相当于黑盒模型，其稳定性和可靠性与训练数据集及其应用场景的相似性相关。在实际的工业现场广泛应用仍然存在差距。因此，我们提出一种基于直线扫描的裂缝识别方法、设备及介质用以解决上述问题。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种提高裂缝识别准确性，提升通用性与抗干扰性的基于直线扫描的裂缝识别方法、设备及介质。

2、第一方面，本申请提供一种基于直线扫描的裂缝识别方法，包括以下步骤：

3、获取和工程现场图片对应的灰度图，并计算所述灰度图的第一像素均值和第一像素方差；

4、建立滑动窗口，并计算所述滑动窗口内的第二像素均值和第二像素方差；

5、在所述滑动窗口内部建立扫描直线；

6、利用所述滑动窗口遍历所述灰度图，同时利用所述扫描直线在所述滑动窗口内旋转360°，并计算所述扫描直线每次旋转时所对应的第三像素均值和第三像素方差；

7、当所述第三像素均值、所述第三像素方差、所述第二像素均值、所述第二像素方差、所述第一像素均值和所述第一像素方差满足预设条件时，则判定当前滑动窗口中存在裂缝且所述裂缝与所述扫描直线重合，并将当前扫描直线的中心点像素作为裂缝像素点；

8、基于所有所述裂缝像素点生成裂缝区域。

9、根据本申请实施例提供的技术方案，在所述滑动窗口内部建立扫描直线，具体包括以下步骤：

10、获取所述滑动窗口的中心点；

11、以过所述滑动窗口的中心点且向所述滑动窗口边沿延伸的直线作为扫描直线。

12、根据本申请实施例提供的技术方案，根据以下公式计算所述灰度图的第一像素均值：

13、m＝(a1+a2+...+an)/n；

14、其中，m为第一像素均值，a为第一像素点，n为第一像素点个数，n为第一像素点总数；

15、根据以下公式计算所述灰度图的第一像素方差：

16、s＝[(a1-m)2+(a2-m)2+...+(an-m)2]/n；

17、其中，s为第一像素方差。

18、根据本申请实施例提供的技术方案，根据以下公式计算所述扫描直线的第三像素均值：

19、m＝(b1+b2+...+bt)/t；

20、其中，m为第三像素均值，b为第三像素点，t为第三像素点个数，t为第三像素点的总个数；

21、根据以下公式计算所述扫描直线的第三像素方差：

22、l＝[(b1-m)2+(b2-m)2+...+(bt-m)2]/t；

23、其中，l为第三像素方差。

24、根据本申请实施例提供的技术方案，根据以下步骤确定第三像素点：

25、以所述滑动窗口任意一个顶点为原点，以过该原点且与所述滑动窗口相邻的两个边分别平行设置的延长线作为x轴、y轴，建立二维坐标系；

26、获取所述扫描直线在所述二维坐标系中的直线函数；

27、根据所述扫描直线的旋转角度和所述滑动窗口的中心坐标；

28、将所述旋转角度和所述中心坐标代入所述直线函数，计算得到所述第三像素点。

29、根据本申请实施例提供的技术方案，利用所述滑动窗口遍历所述灰度图，同时利用所述扫描直线在所述滑动窗口内旋转360°，具体包括以下步骤：

30、当所述滑动窗口在所述灰度图上移动预设宽度时，利用所述扫描直线以预设角度在当前滑动窗口内旋转360°；

31、重复上述步骤，利用所述扫描直线、所述滑动窗口扫描所述灰度图的所有位置。

32、根据本申请实施例提供的技术方案，当所述第三像素均值、所述第三像素方差、所述第二像素均值、所述第二像素方差、所述第一像素均值和所述第一像素方差满足预设条件时，则判定当前滑动窗口中存在裂缝，具体包括以下步骤：

33、当所述第三像素均值和所述第二像素均值的占比、所述第三像素方差和所述第二像素方差的占比均处于预设突变比例范围，且所述第二像素均值小于所述第一像素均值时，则判定当前滑动窗口内全部为裂缝；

34、当所述第三像素均值和所述第二像素均值的占比和\或所述第三像素方差和所述第二像素方差的占比超出第一突变比例值时，则判定当前滑动窗口内存在部分裂缝；所述第一突变比例值大于所述预设突变比例范围的最大值。

35、根据本申请实施例提供的技术方案，获取和工程现场图片对应的灰度图，具体包括以下步骤：

36、采集工程现场图片；

37、利用加权平均法将所述工程现场图片转为灰度图。

38、第二方面，本申请提供本申请提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的基于直线扫描的裂缝识别方法的步骤。

39、第三方面，本申请提供本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的基于直线扫描的裂缝识别方法的步骤。

40、由上述技术方案可知，本申请至少具有如下有益效果：

41、本申请公开一种基于直线扫描的裂缝识别方法，其包括：获取和工程现场图片对应的灰度图，并计算灰度图的第一像素均值和第一像素方差；建立滑动窗口，并计算滑动窗口内的第二像素均值和第二像素方差；在滑动窗口内部建立扫描直线；利用滑动窗口遍历灰度图，同时利用扫描直线在滑动窗口内旋转360°，并计算扫描直线每次旋转时所对应的第三像素均值和第三像素方差；当第三像素均值、第三像素方差、第二像素均值、第二像素方差、第一像素均值和第一像素方差满足预设条件时，则判定当前滑动窗口中存在裂缝且裂缝与扫描直线重合，并将当前扫描直线的中心点像素作为裂缝像素点；基于所有裂缝像素点生成裂缝区域。

42、本申请将工程现场图片转为灰度图，对工程现场图片的对比度和光照强度无要求，避免实际光照出现阴影、颜色分布不均匀或出现难以确定阈值；并利用滑动窗口遍历灰度图，扫描灰度图所有位置，同时，通过扫描直线在滑动窗口内进行扫描，只有满足预设条件的滑动窗口内的扫描直线才与裂缝重合，得到裂缝像素点，最终形成裂缝区域，避免单一噪点干扰，提高裂缝识别准确性；另外，本方法可应用在不同类型场景中进行裂缝识别，通用性强且降低人工成本，推动工程化进程。

技术特征：

1.一种基于直线扫描的裂缝识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于直线扫描的裂缝识别方法，其特征在于，在所述滑动窗口内部建立扫描直线，具体包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种基于直线扫描的裂缝识别方法，其特征在于，根据以下公式计算所述灰度图的第一像素均值：

4.根据权利要求1所述的一种基于直线扫描的裂缝识别方法，其特征在于，根据以下公式计算所述扫描直线的第三像素均值：

5.根据权利要求4所述的一种基于直线扫描的裂缝识别方法，其特征在于，根据以下步骤确定第三像素点：

6.根据权利要求1所述的一种基于直线扫描的裂缝识别方法，其特征在于，利用所述滑动窗口遍历所述灰度图，同时利用所述扫描直线在所述滑动窗口内旋转360°，具体包括以下步骤：

7.根据权利要求1所述的一种基于直线扫描的裂缝识别方法，其特征在于，当所述第三像素均值、所述第三像素方差、所述第二像素均值、所述第二像素方差、所述第一像素均值和所述第一像素方差满足预设条件时，则判定当前滑动窗口中存在裂缝，具体包括以下步骤：

8.根据权利要求1所述的一种基于直线扫描的裂缝识别方法，其特征在于，获取和工程现场图片对应的灰度图，具体包括以下步骤：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述的基于直线扫描的裂缝识别方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的基于直线扫描的裂缝识别方法的步骤。

技术总结本申请公开一种基于直线扫描的裂缝识别方法、设备及介质，涉及工程检测技术领域，该方法包括获取灰度图，计算灰度图的第一像素均值和第一像素方差；计算滑动窗口内的第二像素均值和第二像素方差；在滑动窗口内部建立扫描直线；利用滑动窗口遍历灰度图，同时利用扫描直线在滑动窗口内旋转360°，计算扫描直线每次旋转时所对应的第三像素均值和第三像素方差；当第三像素均值、第三像素方差、第二像素均值、第二像素方差、第一像素均值和第一像素方差满足预设条件时，则判定当前滑动窗口中存在裂缝且与扫描直线重合，并将当前扫描直线的中心点像素作为裂缝像素点；基于所有裂缝像素点生成裂缝区域。提高裂缝识别准确性，提升通用性与抗干扰性。技术研发人员：常建芳,邢立佳,王进军受保护的技术使用者：天津津航计算技术研究所技术研发日：技术公布日：2024/11/18