华能澜沧江水电股份有限公司;武汉大学马洪琪获国家专利权
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龙图腾网获悉华能澜沧江水电股份有限公司;武汉大学申请的专利一种复杂背景下的裂缝提取方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115797649B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211313293.X,技术领域涉及:G06V10/44;该发明授权一种复杂背景下的裂缝提取方法是由马洪琪;张永军;陆懿新;肖海斌;周伟;马刚;庞博慧设计研发完成,并于2022-10-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种复杂背景下的裂缝提取方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种复杂背景下的裂缝提取方法,包括:1.构建裂缝测度并对图像进行二值化;2.细化裂缝二值图,生成骨架图,并提取关键点;3.用直线将关键点相连生成裂缝结构线图;4.根据裂缝长度、方向、像素相似度等条件将距离较近的裂缝连接;5.剔除骨架长度较短的裂缝;6.根据相邻结构线的方位角、结构线长度等特征对结构图进行分级,提取主结构线和各次级结构线;7.将上级结构线作为基准,以上下级结构线的交点为分界,对上级结构线和下级结构线周围的像素做假设检验,像素分布具有一致性时合并;8.对分级裂缝进行筛选,剔除不符合条件的假裂缝,最终提取图像中的裂缝。与三种不同的经典或最先进的算法进行对比,本发明的裂缝提取效果更优。
本发明授权一种复杂背景下的裂缝提取方法在权利要求书中公布了:1.一种复杂背景下的裂缝提取方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1,首先对裂缝图像进行二值化处理,计算每个像素的裂缝测度,对裂缝测度大于0的像素,以像素为中点,以其裂缝测度的宽度为长,沿宽度方向画直线,并将直线上的像素点赋值为“1”,把其余未赋值的像素赋值为“0”,生成二值化的裂缝映射图; 步骤1中裂缝测度的详细定义如下: 设高斯函数及其一次、二次导数为: 其中,高斯导数的归一化形式表示为: 由此,可定义两个二维基: 其中x和y是像素坐标,根据以上两个基,可定义两个对称分子: 其中, t=[x,y]T,t0=[x0,y0]T为坐标偏移量,b=0.0001为坐标缩放因子,j为尺度因子,θ为对称分子的角度,α和ρ为待设置参数;令函数为 fex=Geajx,8 设为函数fex在j=0时两个零点的距离,并称w0为j=0时的裂缝测度的宽度;设wj=w0×a-j为式8在不同j值所对应的裂缝测度的宽度;设为灰度图I与对称分子卷积值最大时对应的j和θ,其中,J是j的集合,Θ是角度θ的集合;同时,定义一个随wj变化而变化的阈值参数为: 其中,是j=j*时的宽度w的值,则可以定义裂缝测度为: 其中,jo是尺度参数j的偏移量,β为软阈值,裂缝与背景的对比度越大,β越大; 步骤2,将裂缝映射图细化为1像素宽度的裂缝骨架图; 步骤3,提取裂缝骨架图的关键点,包括交点和端点,并根据原有连通性用结构线将关键点相连以生成裂缝结构线图; 步骤4,搜寻所有裂缝的端点附近从属于另一裂缝的关键点,将距离小于dthr个像素、和端点的连线与端点所在结构线的夹角τ小于π-τthr的关键点与该端点进行假设检验,两者周围像素点灰度分布一致时相连; 步骤5,剔除连接后骨架长度小于Lthr的裂缝; 步骤6,以结构线为路径,计算各单独裂缝的关键点之间的最短路径;在最短路径条件下,以每级结构线的路径长度最长且相邻结构线之间的夹角τ小于π-τthr为分级条件,对各单独裂缝的结构线进行分级; 步骤7,在各分级结构线的交点处进行假设检验,合并检验结果为真的两条不同级但具有相同交点的结构线; 步骤8,提取各级结构线对应的裂缝像素,称为分级裂缝,根据分级裂缝与其外接矩形的面积比和外接矩形的长宽比进行筛选,剔除面积比大于Sthr且长宽比小于Athr的裂缝,并获得最终裂缝提取结果。
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