【CN109886921A】基于数字图像的裂纹尺寸度量方法装置和电子设备【专利】
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(74)专利代理机构 北京市商泰律师事务所 11255
代理人 黄晓军
(51)Int .Cl . G06T 7/00(2017 .01) G06T 7/60(2017 .01) G06T 5/00(2006 .01) G06T 7/11(2017 .01) G06T 7/136(2017 .01)
( 54 )发明 名称 基于数字图像的裂纹尺寸度量方法1 A
权 利 要 求 书
2/2 页
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处 理器执行 ，以 使所述至 少一个处理器能 够执行前述权利要求1-7任一项所述基于数字图 像 的裂纹尺寸度量方法。
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CN 109886921 A
说 明 书
1/10 页
基于数字图像的裂纹尺寸度量方法、装置和电子设备
技术领域 [0001] 本本发明属于数字图像处理领域，尤其涉及一种基于数字图像的裂纹尺寸度量方 法、装置和电子设备。
背景技术 [0002] 裂纹是材料在应力或环境(或两者同时)作用下产生的裂隙，主要分为微观裂纹和 宏观裂纹。裂纹 增长是裂纹在材料或环境 (或两者同时) 不断 扩展的 过程 ，扩展到一定的 程 度会导致材料的断裂，造成安全隐患。 [0003] 近年来，国内外在裂纹自动检测和度量方面投入了大量的人力和物力，已经取得 的 很好的成果。在裂纹自 动检测和度量技术中 ，最有效的方法之一就是基于数字图 像处理 的方法。 [0004] 数字图像处理，是指先将图像信号转换成数字信号，再利用计算机对其进行各种 处理的技术。近年来，随着计算机硬件设备的发展，计算机的高速运算能力为数字图像处理 技术提供了技术支撑 ，使得基于数字图 像处理的 裂纹尺寸度量成为可能 。可以 将采集到的 图 像存放到存储设备中 ，对采集到的图 像进行离线或者实时的处理 ，将采集的图 像前景和 背景分开，提取出裂纹，并对裂纹尺寸进行度量。 [0005] 在裂纹尺寸度量方面，传统的度量裂纹的方法是使用标尺等工具对裂纹度量，这 样的 方法费时费 力。近年 ，也有基于图 像形态学的 方法对裂纹进行尺寸度量 ，如《基于区域 选定的裂缝尺寸自动测量方法》，但该方法速度较慢，也有利用裂纹骨架对裂纹进行度量的 方法 ，如《基于图 像处理的路面裂纹检测技术研究》一文献 ，即将裂纹骨架长度作为裂纹长 度，通过扫描裂纹的每一列获得裂纹的宽度，但该方法对于宽度的测量不太准确。 [0006] 因此，现有度量裂纹的方法存在速度慢、测量不准确的问题。
(10)申请公布号 CN 109886921 A (43)申请公布日 2019.06.14
权利要求书2页 说明书10页 附图6页
CN 109886921 A
CN 109886921 A
权 利 要 求 书
1/2 页
1 .一种基于数字图像的裂纹尺寸度量方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤： 对输入图 像进行数字图 像处理 ，通过感兴趣区 掩模得到感兴趣区域图 像 ，并对所述感 兴趣区域图像进行对比度增强处理，获取预处理后的图像； 对所述预处理后的图像做阈值化处理，将裂纹从图像中分割出来，获取裂纹区域图像； 基于所述裂纹区域图像获取裂纹骨架图像； 分别获取所述裂纹区域图像的区域图像坐标和所述裂纹骨架图像的骨架图像坐标，利 用所述骨架图像坐标和所述区域图像坐标度量裂纹尺寸。 2 .根据权利要求1所述基于数字图像的裂纹尺寸度量方法，其特征在于， 所述数字图像处理包括依次进行灰度化处理、匀光处理和降噪处理。 3 .根据权利要求2所述基于数字图像的裂纹尺寸度量方法，其特征在于， 所述匀光处理具体包括如下步骤： 获取感兴趣区域像素的平均灰度值； 将所述输入图像分为多个个子块，子块的长宽均为同一值，确定每个子块灰度平均值， 得到由所有所述子块灰度平均值组成的子块亮度矩阵 ； 将所述子块亮度矩阵 和所述平均灰度值作减法运算 ，获取差值矩阵 ； 将所述差值矩阵通过插值运算扩展成与所述输入图像相同大小，得到全图像亮度差值 矩阵 ； 将所述输入图像和所述全图像亮度差值矩阵做减法运算，得到矫正后的图像。 4 .根据权利要求3所述基于数字图像的裂纹尺寸度量方法，其特征在于， 所述降噪处理使用双边滤波进行处理。 5 .根据权利要求4所述基于数字图像的裂纹尺寸度量方法，其特征在于， 所述对比度增强处理包括直方图均衡化处理。 6 .根据权利要求5所述基于数字图像的裂纹尺寸度量方法，其特征在于， 所述阈值化处理包括对所述预处理后的图像进行孔洞填充和噪声消除。 7 .根据权利要求6所述基于数字图像的裂纹尺寸度量方法，其特征在于， 所述裂纹骨架图像采用Zhang-Suen算法进行处理。 8 .一种基于数字图像的裂纹尺寸度量装置，其特征在于，包括： 图 像预处理模块 ，用于对输入图 像进行数字图 像处理 ，通过感兴趣区 掩模得到感兴趣 区域图像，并对所述感兴趣区域图像进行对比度增强处理，获取预处理后的图像； 提取裂纹区域模块 ，用于对所述预处理 后的图 像做阈值化处理 ，将裂纹从图 像中分 割 出来，获取裂纹区域图像； 提取裂纹骨架模块，基于所述裂纹区域图像获取裂纹骨架图像； 度量裂纹尺寸模块，用于分别获取所述裂纹区域图像的区域坐标和所述裂纹骨架图像 的骨架坐标，利用所述骨架坐标和所述裂纹区域坐标度量裂纹尺寸。 9 .根据权利要求8所述基于数字图像的裂纹尺寸度量装置，其特征在于， 所述数字图像处理包括依次进行灰度化处理、匀光处理和降噪处理。 10 .一种电子设备，其特征在于，包括： 至少一个处理器；以及 与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
电子设备 ( 57 )摘要
本发明实施例公开了一种基于数字图像的 裂纹尺寸度量方法 ，用于裂纹的 检 测和度量 ，包 括如下步骤 ：对输入图 像进行数字图 像处理 ，通 过感兴趣区掩模得到感兴趣区域图像，并对感兴 趣区域图像进行对比 度增强处理 ，获取预处理后 的图 像 ；对预处理 后的图 像做阈值化处理 ，将裂 纹从图 像中分 割出来 ，获取裂纹区域图 像 ；对阈 值化图像中裂纹区域图像进行细化处理 ，获取裂 纹骨架图像；分别获取裂纹区域图像的区域图像 坐标和裂纹骨架图像的骨架图像坐标，利用骨架 图像坐标和区域图像坐标度量裂纹尺寸，以此避 免现有度量裂纹的方法存在速度慢、测量不准确 的问题，实现对材料快速、准确的检测度量。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910039536 .7
(22)申请日 2019 .01 .16
(71)申请人 新而锐电子科技（上海）有限公司 地址 201303 上海市浦东新区环湖西一路 99号10号楼
(72)发明人 李清勇 孟青龙 郑黎明 刘滨
代理人 黄晓军
(51)Int .Cl . G06T 7/00(2017 .01) G06T 7/60(2017 .01) G06T 5/00(2006 .01) G06T 7/11(2017 .01) G06T 7/136(2017 .01)
( 54 )发明 名称 基于数字图像的裂纹尺寸度量方法1 A
权 利 要 求 书
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所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处 理器执行 ，以 使所述至 少一个处理器能 够执行前述权利要求1-7任一项所述基于数字图 像 的裂纹尺寸度量方法。
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CN 109886921 A
说 明 书
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基于数字图像的裂纹尺寸度量方法、装置和电子设备
技术领域 [0001] 本本发明属于数字图像处理领域，尤其涉及一种基于数字图像的裂纹尺寸度量方 法、装置和电子设备。
背景技术 [0002] 裂纹是材料在应力或环境(或两者同时)作用下产生的裂隙，主要分为微观裂纹和 宏观裂纹。裂纹 增长是裂纹在材料或环境 (或两者同时) 不断 扩展的 过程 ，扩展到一定的 程 度会导致材料的断裂，造成安全隐患。 [0003] 近年来，国内外在裂纹自动检测和度量方面投入了大量的人力和物力，已经取得 的 很好的成果。在裂纹自 动检测和度量技术中 ，最有效的方法之一就是基于数字图 像处理 的方法。 [0004] 数字图像处理，是指先将图像信号转换成数字信号，再利用计算机对其进行各种 处理的技术。近年来，随着计算机硬件设备的发展，计算机的高速运算能力为数字图像处理 技术提供了技术支撑 ，使得基于数字图 像处理的 裂纹尺寸度量成为可能 。可以 将采集到的 图 像存放到存储设备中 ，对采集到的图 像进行离线或者实时的处理 ，将采集的图 像前景和 背景分开，提取出裂纹，并对裂纹尺寸进行度量。 [0005] 在裂纹尺寸度量方面，传统的度量裂纹的方法是使用标尺等工具对裂纹度量，这 样的 方法费时费 力。近年 ，也有基于图 像形态学的 方法对裂纹进行尺寸度量 ，如《基于区域 选定的裂缝尺寸自动测量方法》，但该方法速度较慢，也有利用裂纹骨架对裂纹进行度量的 方法 ，如《基于图 像处理的路面裂纹检测技术研究》一文献 ，即将裂纹骨架长度作为裂纹长 度，通过扫描裂纹的每一列获得裂纹的宽度，但该方法对于宽度的测量不太准确。 [0006] 因此，现有度量裂纹的方法存在速度慢、测量不准确的问题。
(10)申请公布号 CN 109886921 A (43)申请公布日 2019.06.14
权利要求书2页 说明书10页 附图6页
CN 109886921 A
CN 109886921 A
权 利 要 求 书
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1 .一种基于数字图像的裂纹尺寸度量方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤： 对输入图 像进行数字图 像处理 ，通过感兴趣区 掩模得到感兴趣区域图 像 ，并对所述感 兴趣区域图像进行对比度增强处理，获取预处理后的图像； 对所述预处理后的图像做阈值化处理，将裂纹从图像中分割出来，获取裂纹区域图像； 基于所述裂纹区域图像获取裂纹骨架图像； 分别获取所述裂纹区域图像的区域图像坐标和所述裂纹骨架图像的骨架图像坐标，利 用所述骨架图像坐标和所述区域图像坐标度量裂纹尺寸。 2 .根据权利要求1所述基于数字图像的裂纹尺寸度量方法，其特征在于， 所述数字图像处理包括依次进行灰度化处理、匀光处理和降噪处理。 3 .根据权利要求2所述基于数字图像的裂纹尺寸度量方法，其特征在于， 所述匀光处理具体包括如下步骤： 获取感兴趣区域像素的平均灰度值； 将所述输入图像分为多个个子块，子块的长宽均为同一值，确定每个子块灰度平均值， 得到由所有所述子块灰度平均值组成的子块亮度矩阵 ； 将所述子块亮度矩阵 和所述平均灰度值作减法运算 ，获取差值矩阵 ； 将所述差值矩阵通过插值运算扩展成与所述输入图像相同大小，得到全图像亮度差值 矩阵 ； 将所述输入图像和所述全图像亮度差值矩阵做减法运算，得到矫正后的图像。 4 .根据权利要求3所述基于数字图像的裂纹尺寸度量方法，其特征在于， 所述降噪处理使用双边滤波进行处理。 5 .根据权利要求4所述基于数字图像的裂纹尺寸度量方法，其特征在于， 所述对比度增强处理包括直方图均衡化处理。 6 .根据权利要求5所述基于数字图像的裂纹尺寸度量方法，其特征在于， 所述阈值化处理包括对所述预处理后的图像进行孔洞填充和噪声消除。 7 .根据权利要求6所述基于数字图像的裂纹尺寸度量方法，其特征在于， 所述裂纹骨架图像采用Zhang-Suen算法进行处理。 8 .一种基于数字图像的裂纹尺寸度量装置，其特征在于，包括： 图 像预处理模块 ，用于对输入图 像进行数字图 像处理 ，通过感兴趣区 掩模得到感兴趣 区域图像，并对所述感兴趣区域图像进行对比度增强处理，获取预处理后的图像； 提取裂纹区域模块 ，用于对所述预处理 后的图 像做阈值化处理 ，将裂纹从图 像中分 割 出来，获取裂纹区域图像； 提取裂纹骨架模块，基于所述裂纹区域图像获取裂纹骨架图像； 度量裂纹尺寸模块，用于分别获取所述裂纹区域图像的区域坐标和所述裂纹骨架图像 的骨架坐标，利用所述骨架坐标和所述裂纹区域坐标度量裂纹尺寸。 9 .根据权利要求8所述基于数字图像的裂纹尺寸度量装置，其特征在于， 所述数字图像处理包括依次进行灰度化处理、匀光处理和降噪处理。 10 .一种电子设备，其特征在于，包括： 至少一个处理器；以及 与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
电子设备 ( 57 )摘要
本发明实施例公开了一种基于数字图像的 裂纹尺寸度量方法 ，用于裂纹的 检 测和度量 ，包 括如下步骤 ：对输入图 像进行数字图 像处理 ，通 过感兴趣区掩模得到感兴趣区域图像，并对感兴 趣区域图像进行对比 度增强处理 ，获取预处理后 的图 像 ；对预处理 后的图 像做阈值化处理 ，将裂 纹从图 像中分 割出来 ，获取裂纹区域图 像 ；对阈 值化图像中裂纹区域图像进行细化处理 ，获取裂 纹骨架图像；分别获取裂纹区域图像的区域图像 坐标和裂纹骨架图像的骨架图像坐标，利用骨架 图像坐标和区域图像坐标度量裂纹尺寸，以此避 免现有度量裂纹的方法存在速度慢、测量不准确 的问题，实现对材料快速、准确的检测度量。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910039536 .7
(22)申请日 2019 .01 .16
(71)申请人 新而锐电子科技（上海）有限公司 地址 201303 上海市浦东新区环湖西一路 99号10号楼
(72)发明人 李清勇 孟青龙 郑黎明 刘滨