公路隧道衬砌裂缝图像质量增强方法研究

公路隧道在运营过程中承受多种环境作用,导致隧道衬砌裂缝广泛发育。采用搭载图像采集设备的移动式检测装备定检隧道裂缝已成为隧道运行维护的主要手段。但是,由于隧道衬砌裂缝尺度小、灰尘覆盖、涂料反射等影响,导致所获取的衬砌裂缝图像存在信噪比和对比度低的问题,难以采用智能算法提取裂缝,严重降低了隧道检测效率。文章以图像质量及裂缝目标位置为切入点,分别提出了基于均衡化理论的图像质量增强方法以及适用于图像边缘裂缝的边框增强方法,并采用主流的目标检测算法对所提算法开展了算法试验,结果表明：所提算法能够显著提升裂缝识别准确率,其在实际应用中具有较强的普适性。     

基于松阳隧道的衬砌检测研究

地质雷达作为一种重要的无损检测设备,因其操作简便、分辨率高、图像直观在隧道施工中广泛应用.介绍了地质雷达的工作原理、仪器的使用和数据处理的方法,通过松阳隧道衬砌的检测说明了地质雷达的使用方法,总结分析了其在衬砌检测中的有效性和适用性.     

公路隧道衬砌裂缝成因分析及其治理

通过对某隧道衬砌裂缝的监测工作,总结了衬砌裂缝的基本特点,从地质因素、工程设计和施工工序等方面分析了衬砌裂缝产生的原因,并根据工程实际,采用适当的整治加固措施治理病害,取得了良好的效果.     

基于深度学习的公路隧道衬砌病害识别方法

针对与日俱增的隧道养护需求,为了节约时间与人力成本,提出基于卷积神经网络的公路隧道衬砌病害检测方法. 利用自主研制的隧道智能快速检测车采集24条隧道衬砌的图像,构建超过20 000张病害图像的高质量数据集. 结合隧道衬砌病害的成因及特点,分别构建单阶段SSD模型和两阶段R-FCN模型在自制的数据集上训练,对检测结果进行对比分析,提出离线式隧道衬砌病害检测方案. 试验结果表明,SSD模型的识别准确率为98%,总的平均精度均值（mAP）为72%,检测速度较快,适用于隧道的快速诊断. R-FCN模型的识别准确率为85%,总的mAP达到91%,检测精度较高,适用于隧道病害的后期处理. 利用这2种检测模型均可以提升检测效率和精度.     

基于弹性地基梁法的隧道衬砌裂缝间距和宽度的计算

基于弹性地基梁建立了隧道衬砌的控制微分方程,根据圣维南原理推出裂缝间距相应中心角应满足的卓越方程,由此求出了隧道衬砌在荷载作用下产生的裂缝间距,进而确定相同裂缝间距和不同裂缝间距情况下的裂缝宽度。     

地质雷达在隧道衬砌质量检测与监测中的应用

在简述地质雷达基本原理及工作方法的基础上,阐述了地质雷达的信号识别在铁路、公路等检测中的可行性及准确性,并对地质雷达的实测资料进行了处理及分析。结果表明,地质雷达检测技术能有效的判断隧道衬砌厚度、衬砌中金属构件的分布、衬砌缺陷部位以及衬砌结构空洞情况,对隧道衬砌的质量起到监控作用。     

地质雷达在隧道衬砌质量检测中的应用

地质雷达作为一种新型无损检测设备,因其快速、高效、分辨率高等优点迅速在各个工程行业得到推广。文章在阐述地质雷达工作原理的基础上,介绍了地质雷达检测工作方法、参数设置,并结合工程实践对隧道衬砌检测中遇到的衬砌界面、拱架与钢筋网、空洞、不密实体、地下水等波形的特征加以分析总结。     

地质雷达在隧道衬砌质量检测中的应用

利用地质雷达准确检测隧道衬砌中存在的各类病害的位置和规模并据此对其进行有效治理对于保障道路运输安全有重要的意义。通过几个具有代表性的工程实例,对二衬厚度的拾取、钢筋网和钢拱架的识别、脱空异常和衬砌后回填不密实异常的雷达检测图像进行了分析总结,对于正确分析地质雷达检测资料有很好的参考价值。     

基于图像熵的ISAR运动补偿方法

提出了一种基于图像熵的ISAR运动补偿方法．利用最小熵准则，通过寻优运算得到目标径向运动参数的最优估计，实现对回波数据的运动补偿，从而获得高分辨的目标二维像．仿真结果证明了该方法的有效性．     

相干波理论在地质雷达隧道衬砌检测中的应用

介绍了相干波的理论原理，并从该理论出发，建立了隧道衬砌模型，分析了隧道衬砌检测中相干波的形成机理及其与衬砌背后空隙大小的关系，从而得出了地质雷达在隧道质量中衬砌背后空隙大小的计算方法，实践证明效果良好。     

隧道衬砌检测探地雷达图像分析与工程应用

为了提高隧道病害检测人员对于隧道衬砌病害的识别准确度,基于探地雷达工作原理,结合实际工程应用经验,系统研究衬砌厚度、钢筋及钢拱架分布情况、保护层厚度、围岩破碎富水裂隙发育程度、脱空、不密实、雷达脱离等雷达图像特征及其解译原理,形成一种用于隧道衬砌病害检测的高效探地雷达信号解译方法,并结合实际工程案例进行了分析与验证。其中钢筋在图像上呈现月牙形,脱空在图像上呈弧形反射,不密实表现为杂乱波形,天线脱离呈条带状亮反射。解译方法为隧道衬砌检测提供了参考和依据,有利于隧道病害的及时处理及隧道衬砌质量的准确评价,对提高隧道的整体质量起到重要作用。     

MPEG标准中的三角形网格基运动补偿方法

运动补偿技术是视频编码的关键和难点，文中从技术角度比较了传统的分块匹配算法和新的MPEG标准所支持的三角形网格基算法的各自优势，并给出一种实现三角形网格基的方法和相关的实验结果。     

Crack detection of reinforced concrete bridge using video image

With the digital image technology,a crack detection method of reinforced concrete bridge was studied for the performance assessment.The effects including the image gray level,pixel rate,noise filter,and edge detection were analyzed considering cracks qualities.A computer program was developed by visual C＋＋6.0 programming language to detect the cracks,which was tested by 15 cases of bridge video images.The results indicate that the relative error is within 6％ for cracks larger than 0.3 mm cracks and it is less than 10％ for crack width between 0.2 mm and 0.3 mm.In addition,for the crack below 0.1 mm,the relative error.is more than 30％ because the bridge is in safe stage and it is very difficult to detect the actual width of crack.     

Digital image correlation based high-speed crack tip locating method and its application

Based on a digital image correlation (DIC) method with the measurements of a high speed crack''s displacement and strain fields, a technique to accurately and automatically locate its crack tip has been developed. The crack tip is identified by finding the abrupt jump on the opening (or dislocation) curve of a point on the trace of the crack propagation, while the opening is measured through a virtual extensometer technique and the abrupt jump is identified by finding the peak on the curve. The method was verified using a specially designed experiment and applied to measure the critical crack tip opening angle of a rock sample. Because the involvement of analytical models has been avoided and then the good performance could be ensured for low resolution speckle images, this technique is expected to be very useful in the quantitative study of high speed cracks in experiments using high speed cameras.     

一种基于数学形态学的灰度图像边缘检测算法

基于数学形态学的方法,利用形态运算膨胀、腐蚀、开、闭等变换以及它们的组合,该文提出了一种改进的形态学边缘检测算子,能够有效地检测出图像边缘,并保持边缘的平滑性.同时引入多尺度的概念,对形态结构元素尺度的大小进行调整,从而在噪声存在的条件下得到较理想的图像边缘.实验结果表明,与传统的边缘检测算子相比较,该算法抗噪性能良好,计算量较小,因此具有一定的实用性和可行性.     

基于同态滤波的彩色图像光照补偿方法

为了消除光照对彩色图像的影响,提出了一种基于同态滤波的光照补偿方法。在频域内采用同态滤波对图像进行处理,然后将巴特沃斯高通滤波传递函数引入同态滤波器中,设计出一种新的动态巴特沃斯同态滤波器,增强图像在YIQ色彩空间中的亮度分量,并保持图像色度分量不变。在增加图像高频分量的同时,削减低频分量,弥补由光照不足引起的图像质量下降,最终实现对图像的光照补偿。实验结果表明,该方法在弱化光照影响,提高图像质量方面具有良好的性能,是一种比传统高斯高通滤波和直方图均衡更有效的彩色图像光照补偿方法。     

基于方向扫描的图像光照补偿算法

提出了一种基于二维图像信息的人脸光照补偿算法。基于人脸形状与球面相近的假设,首先沿人脸对称方向估算均匀光照下人脸图像灰度的统计信息,并对统计信息进行数据拟合,构建标准光照模型;然后估算非均匀光照下人脸图像的大致光照方向,并沿垂直光照方向对图像灰度进行统计分析;最后利用标准光照模型,结合线性和非线性变换,把非均匀光照下人脸图像调整到标准状态。在Yale B人脸库上的处理结果表明,该算法可以解决大角度斜光照和极度暗光照情况下光照补偿问题,且算法简单计算量小。     

采用U-Net卷积网络的桥梁裂缝检测方法

针对传统的桥梁裂缝检测准确性不高、丢失细节信息、宽度信息获取困难等问题,提出一种采用U-Net卷积网络的像素级、小样本的裂缝检测方法。该方法使用多层卷积自动提取裂缝特征,并利用浅层网络与深层网络叠加的方法实现裂缝局部特征与抽象特征的融合,从而保留裂缝细节特征,使得检测准确性大大提升。对检测结果中出现的背景杂波和伪裂缝,采用阈值法和改进的迪杰斯特拉连接算法来实现裂缝的精细提取。最后,采用八方向搜索法实现裂缝宽度的精确测量。实验证明,所提方法能准确、完整地对桥梁裂缝进行提取,宽度测量准确,可以满足应用需求。     

基于泊松噪声-双边滤波算法的桥梁裂缝修补痕迹图像分割方法

裂缝作为混凝土桥梁的主要病害大量存在,部分裂缝修补后会二次开裂,在病害智能识别中,裂缝修补痕迹易与混凝土剥落等缺陷混淆,因此,裂缝修补痕迹的准确识别不仅是二次裂缝准确识别的基础,也是混凝土桥梁整体病害识别的重要环节。为了获取边缘清晰连续的裂缝修补痕迹,先对裂缝修补痕迹的图像添加泊松噪声,再利用双边滤波对添加的噪声及原有噪声进行平滑。然后用Otsu算法对裂缝修补痕迹进行图像分割,并使用峰值信噪比（PSNR）和结构相似性（SSIM）评价滤波效果,使用运行时间和最大连续可用内存块（LCFB）使用情况评价分割效果。最后以河南省某高速公路桥梁历年定检中的裂缝修补痕迹图像为例,对方法进行实际验证。结果显示：经过泊松噪声-双边滤波算法处理后,裂缝修补痕迹图像PSNR值最高约35.090 1 dB,SSIM值可达约0.880 1,说明添加泊松噪声可改善图像质量并优化双边滤波效果;经过Otsu算法进行图像分割的运行时间比其他方法约短25%～50%,LCFB比其他方法约提高0.25%;经过处理的裂缝修补痕迹图像达到理想预期效果,验证了提出方法的有效性和可行性。