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[0066]Hessian矩陣一個(gè)平方矩陣的圖像函數(shù)的二階偏導(dǎo)數(shù)，考慮了曲線結(jié)構(gòu)的全部特 征值和特征向量。
[0067]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種=維路面裂縫圖像生成系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括信息采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù) 處理子系統(tǒng)和照明子系統(tǒng)： 信息采集子系統(tǒng)包括圖像采集模塊和裂縫深度采集模塊，所述圖像采集模塊包括拍攝 控制子模塊、CCD線掃描攝像機(jī)和結(jié)構(gòu)光投射器，所述拍攝控制子模塊用于控制CCD線掃描 攝像機(jī)進(jìn)行攝像和控制結(jié)構(gòu)光投射器將一定模式的結(jié)構(gòu)光投射于被測路面上可見光成像 的半幅范圍內(nèi)，所述結(jié)構(gòu)光投射器用于投射出結(jié)構(gòu)光，所述CCD線掃描攝像機(jī)用于采集裂 縫的每帖包含可見光圖像和結(jié)構(gòu)光圖像的原始圖像；所述裂縫深度采集模塊用于采集一定 數(shù)量的樣本裂縫深度信息； 數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，包括信息存儲(chǔ)模塊、圖像配準(zhǔn)模塊、可見光圖像裂縫檢測模塊、結(jié)構(gòu) 光圖像空間紋理提取模塊和裂縫深度計(jì)算模塊，該信息存儲(chǔ)模型用于存儲(chǔ)CCD線掃描攝像 機(jī)采集的裂縫的每帖包含可見光圖像和結(jié)構(gòu)光圖像的原始圖像、可見光圖像檢測模塊檢測 的裂縫特征、可見光圖像檢測模塊提取的空間紋理信息W及由樣本裂縫深度信息組成的= 維裂縫圖像庫，可見光圖像檢測模塊用于檢測可見光圖像中的裂縫特征，結(jié)構(gòu)光圖像空間 紋理提取模塊用于提取結(jié)構(gòu)光圖像中的空間紋理，裂縫深度計(jì)算模塊用于根據(jù)一定數(shù)量的 樣本裂縫建立裂縫深度預(yù)測模型，并根據(jù)該裂縫深度預(yù)測模型，結(jié)合目標(biāo)裂縫的可見光圖 像中的裂縫特征和提取的結(jié)構(gòu)光圖像中的空間紋理，計(jì)算目標(biāo)裂縫深度信息； 照明子系統(tǒng)；為CCD線掃描相機(jī)提供光源。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種=維路面裂縫圖像生成系統(tǒng)，其特征在于，所述=維路 面裂縫圖像生成系統(tǒng)還包括=維裂縫可視化模塊，所述=維裂縫可視化模塊用于將得到的 裂縫深度信息生成=維可視圖像，并顯示在用戶終端上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種=維路面裂縫圖像生成系統(tǒng)，其特征在于，結(jié)構(gòu)光投射 器為投影儀。
4. 一種=維路面裂縫圖像生成方法，其特征在于，包括W下步驟： 步驟S100 ;采集樣本裂縫信息，建立裂縫深度預(yù)測模型，具體包括： 步驟S101，采集樣本裂縫深度信息，包括；選定一個(gè)路段，不同光照條件下，使用裂縫 深度采集模塊，在靜止條件下，測定好每一處裂縫的深度，建立=維裂縫圖像庫，存儲(chǔ)在信 息存儲(chǔ)模塊中。 步驟S102,采集樣本裂縫圖像，包括：拍攝控制子模塊通過結(jié)構(gòu)光投射器將一定模式 的結(jié)構(gòu)光投射于所選路段上可見光成像的半幅范圍內(nèi)，利用CCD線掃描攝像機(jī)采集所選路 段的每帖包含可見光圖像和結(jié)構(gòu)光圖像的原始圖像，并存儲(chǔ)在信息存儲(chǔ)模塊中； 步驟S103,配準(zhǔn)樣本裂縫的可見光圖像I和結(jié)構(gòu)光圖像Ipt。，包括；篩選出包含裂縫的 原始圖像，從包含裂縫的前一帖原始圖像上獲取未覆蓋結(jié)構(gòu)光的可見光圖像I，并從當(dāng)前帖 原始圖像上獲取同一路面位置處與所述未覆蓋結(jié)構(gòu)光的可見光圖像I相對(duì)應(yīng)的疊加了 結(jié)構(gòu)光信息的結(jié)構(gòu)光圖像Ipt。； 步驟S104,檢測樣本裂縫的可見光圖像I中的裂縫，包括：對(duì)每一可見光圖像I，利用圖 像處理方法檢測出裂縫，獲取可見光圖像中裂縫特征，并存儲(chǔ)在信息存儲(chǔ)模塊中； 步驟S105,提取樣本裂縫的結(jié)構(gòu)光圖像Ipt。中的空間紋理，包括；對(duì)每一與可見光圖像 I相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)光圖像Ipu，利用圖像處理方法提取結(jié)構(gòu)光圖像中的空間紋理，存儲(chǔ)在信息 存儲(chǔ)模塊中； 步驟S106,建立裂縫深度預(yù)測模型，包括；根據(jù)信息存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的所述被測路面上 樣本裂縫的可見光圖像中的裂縫特征和結(jié)構(gòu)光圖像中的空間紋理W及=維裂縫圖像庫中 的樣本裂縫深度信息，建立裂縫深度預(yù)測模型； 步驟S200 ;采集目標(biāo)裂縫圖像，提取裂縫特征和空間紋理，計(jì)算目標(biāo)裂縫深度，具體包 括： 步驟S201，采集目標(biāo)裂縫的圖像，包括：拍攝控制子模塊通過結(jié)構(gòu)光投射器將一定模 式的結(jié)構(gòu)光投射于被測路段上可見光成像的半幅范圍內(nèi)，利用CCD線掃描攝像機(jī)采集被測 路段的每帖包含可見光圖像和結(jié)構(gòu)光圖像的原始圖像，并存儲(chǔ)在信息存儲(chǔ)模塊中； 步驟S202,配準(zhǔn)目標(biāo)裂縫的可見光圖像I和結(jié)構(gòu)光圖像Ipt。，包括；篩選出包含目標(biāo)裂 縫的原始圖像，從包含目標(biāo)裂縫的前一帖原始圖像上獲取未覆蓋結(jié)構(gòu)光的可見光圖像I，并 從當(dāng)前帖原始圖像上獲取目標(biāo)裂縫的與所述未覆蓋結(jié)構(gòu)光的可見光圖像I相對(duì)應(yīng)的疊 加了結(jié)構(gòu)光信息的結(jié)構(gòu)光圖像Ipt。； 步驟S203,檢測樣本裂縫的可見光圖像I中的裂縫，包括：對(duì)目標(biāo)裂縫的可見光圖像I， 利用圖像處理方法檢測出目標(biāo)裂縫，獲取可見光圖像中目標(biāo)裂縫特征，并存儲(chǔ)在信息存儲(chǔ) 模塊中； 步驟S204,提取目標(biāo)裂縫的結(jié)構(gòu)光圖像Ipt。中的空間紋理，包括；對(duì)目標(biāo)裂縫的結(jié)構(gòu)光 圖像Ipu，利用圖像處理方法提取結(jié)構(gòu)光圖像中的空間紋理，存儲(chǔ)在信息存儲(chǔ)模塊中； 步驟S205,根據(jù)步驟S106建立的裂縫深度預(yù)測模型，結(jié)合信息存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的目標(biāo)裂 縫特征和空間紋理信息，計(jì)算目標(biāo)裂縫深度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種=維路面裂縫圖像生成方法，其特征在于，步驟S101，采 集樣本裂縫深度信息時(shí)，通過激光法、紅外探測法或超聲波測距儀測定；將裂縫深度信息存 儲(chǔ)在信息存儲(chǔ)模塊中的方式是，將裂縫深度信息標(biāo)記在裂縫所在帖的原始圖像上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種=維路面裂縫圖像生成方法，其特征在于，步驟S103和 步驟S202中，通過濾除結(jié)構(gòu)光圖像Ipt。中的結(jié)構(gòu)光信息，并設(shè)定相似性測度，來達(dá)到預(yù)定的 配準(zhǔn)精度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種=維路面裂縫圖像生成方法，其特征在于，步驟S104和 步驟S203中，利用Hessian矩陣的特征值和特征向量獲取圖像中裂縫的強(qiáng)度和方向，得到 裂縫曲線結(jié)構(gòu)；并利用高斯濾波算法對(duì)裂縫曲線結(jié)構(gòu)的非均勻強(qiáng)度進(jìn)行平滑處理。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種=維路面裂縫圖像生成方法，其特征在于，步驟S105和 步驟S204中，利用灰度共生矩陣、局部相位一致性、局部分?jǐn)?shù)維提取結(jié)構(gòu)光圖像中的空間 紋理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種=維路面裂縫圖像生成方法，其特征在于，步驟S106的 實(shí)現(xiàn)方式為： 將樣本裂縫圖像中各個(gè)像素的深度看作一系列隨機(jī)變量，將在結(jié)構(gòu)光圖像及可見光圖 像提取的多個(gè)特征作為影響深度的因素，建立圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的深度預(yù)測模型，并求解 模型參數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種=維路面裂縫圖像生成方法，其特征在于，步驟S205的 實(shí)現(xiàn)方式為；將步驟S203、S204獲得的裂縫特征和空間紋理看成一列觀測數(shù)據(jù)，利用深度 預(yù)測模型計(jì)算目標(biāo)裂縫深度。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種=維路面裂縫圖像生成方法，其特征在于，所述方法還 包括，根據(jù)獲得的目標(biāo)裂縫深度，獲取裂縫=維信息，并將裂縫=維信息保存在文件中或通 過=維可視化軟件生成=維可視圖像，并顯示在用戶終端上。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三維路面裂縫圖像生成系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)包括信息采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)等，信息采集子系統(tǒng)包括圖像采集模塊和裂縫深度采集模塊，圖像采集模塊包括拍攝控制子模塊、CCD線掃描攝像機(jī)和結(jié)構(gòu)光投射器，數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)包括信息存儲(chǔ)模塊、圖像配準(zhǔn)模塊、可見光圖像裂縫檢測模塊、結(jié)構(gòu)光圖像空間紋理提取模塊和圖像融合模塊。所述方法包括：步驟S100，采集樣本裂縫信息，建立裂縫深度預(yù)測模型；步驟S200，采集目標(biāo)裂縫圖像，提取裂縫特征和空間紋理，計(jì)算目標(biāo)裂縫深度。本發(fā)明提供的系統(tǒng)和方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，更加簡單易用，準(zhǔn)確性高，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【IPC分類】G06T17-00, G06T7-00
【公開號(hào)】CN104574393
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410842769
【發(fā)明人】承恒達(dá)
【申請(qǐng)人】北京恒達(dá)錦程圖像技術(shù)有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月30日