当前位置: 首页 > news >正文

基于二值化断裂裂缝的裂缝拼接算法

一、预处理阶段

1.1 图像去噪

% 读取二值化图像
bw = imread('crack_binary.png');% 自适应中值滤波去噪(消除孤立噪声点)
denoised = medfilt2(bw, [3 3], 'symmetric');% 形态学闭运算连接断裂裂缝
se = strel('disk', 2);
closed = imclose(denoised, se);

1.2 裂缝区域增强

% 计算裂缝方向梯度
[Gx, Gy] = imgradientxy(closed);
angle_map = atan2d(Gy, Gx);% 方向一致性滤波(抑制非裂缝方向噪声)
theta = 15; % 允许角度偏差阈值
mask = abs(angle_map - mean(angle_map(:))) < theta;
enhanced = imadjust(immultiply(closed, double(mask)));

二、裂缝特征提取

2.1 轮廓检测与端点定位

% 提取连通区域
cc = bwconncomp(enhanced);
stats = regionprops(cc, 'Centroid', 'BoundingBox', 'Eccentricity');% 提取端点(基于形态学骨架)
skeleton = bwmorph(enhanced, 'skel', Inf);
endpoints = bwlookup(skeleton, [0 1; 1 0], 'distinct');

2.2 裂缝角度计算

% 计算主方向角(基于最小二乘拟合)
angles = zeros(length(stats), 1);
for i = 1:length(stats)points = stats(i).Centroid + 50*[-1 1; 1 -1]*randn(2); % 采样点angles(i) = mean(atan2d(points(:,2)-stats(i).Centroid(2), ...points(:,1)-stats(i).Centroid(1)));
end

三、裂缝生长拼接算法

3.1 距离-角度约束模型

% 定义生长参数
max_dist = 30; % 最大允许端点距离
angle_tol = 20; % 角度偏差容忍度% 构建邻接矩阵
n = length(stats);
adj = zeros(n);
for i = 1:nfor j = i+1:ndist = norm(stats(i).Centroid - stats(j).Centroid);angle_diff = min(abs(angles(i)-angles(j)), 180-abs(angles(i)-angles(j)));if dist < max_dist && angle_diff < angle_toladj(i,j) = 1;endend
end% 区域生长算法
visited = false(n,1);
merged = zeros(size(enhanced));for i = 1:nif ~visited(i)queue = i;region = [];while ~isempty(queue)current = queue(1);queue(1) = [];if ~visited(current)visited(current) = true;region = [region; current];% 获取邻域节点neighbors = find(adj(current,:) & ~visited);queue = [queue; neighbors];endend% 合并区域mask = false(size(enhanced));for k = regionmask = mask | imdilate(enhanced(:,:,k), strel('square',3));endmerged = merged | mask;end
end

四、后处理优化

4.1 形态学优化

% 去除小区域噪声
cleaned = bwareaopen(merged, 50);% 边缘平滑处理
smoothed = imgaussfilt(double(cleaned), 1.5);

4.2 结果可视化

figure;
subplot(131); imshow(bw); title('原始二值图');
subplot(132); imshow(enhanced); title('增强后图像');
subplot(133); imshow(cleaned); title('拼接结果');

参考代码 相位一致检测–加裂缝生长 www.youwenfan.com/contentcnh/64034.html

五、工程应用建议

  1. 硬件加速方案

    • 使用CUDA并行计算加速区域生长过程
    • FPGA实现形态学操作流水线
  2. 实时处理优化

    % GPU加速代码示例
    gpu_img = gpuArray(enhanced);
    gpu_mask = gpuArray(mask);
    merged_gpu = arrayfun(@(x,y) bitxor(x,y), gpu_img, gpu_mask);
    
  3. 跨尺度融合策略

    • 小波变换分解多尺度特征
    • 各尺度独立生长后加权融合

该算法通过融合几何特征与拓扑关系,在MATLAB环境下实现裂缝的智能拼接。

http://www.hskmm.com/?act=detail&tid=13158

相关文章:

  • spring ai基于内存RAG尝鲜
  • 想自己做大模型备案的企业看过来【评估测试题+备案源文件】
  • 基于 IOCP 的协程调度器——零基础深入浅出 C++20 协程
  • Gitee PPM风险矩阵:数字化转型中的项目管理预警雷达
  • 同一个灰色,POI取出来却是白色:一次Excel颜色解析的踩坑记录
  • 坤驰科技携国产化MTCA解决方案,亮相大科学装置控制系统研讨会
  • 找出所有项目引用了哪些 NuGet 包、版本号、对应项目路径,并筛选出“同一个包名但版本不同”的情况。
  • PC与基恩士PLC通信的C#实现
  • Excel 表格技能
  • labelme标注后的json文件和原图同步按角度旋转
  • rk3588的ai功能和deepseek
  • EPSON L1300打印机清零教程
  • 「线性代数」矩阵运算与初等变换
  • 移动号码线上复机
  • Uni-App 使用android studio打包最新教程
  • tomcat CPU数量和线程数的关系
  • NASA运货飞船天鹅座再次推迟,航天任务为什么总是“彩排”不断
  • Centos系统切换为光盘本地源
  • 基于Hilbert-Huang变换(HHT)的模态分解与瞬时频率计算
  • NIO
  • python处理Excel单机小程序:匹数据,增强版VLookup
  • var sql 的不同用法
  • CF623B Array GCD
  • Python爬虫实现双色球历史数据抓取
  • 酵母细胞工厂全球调控策略研究进展:从遗传编辑到智能响应
  • Avalonia 根据绑定的数据类型动态选择模板
  • PyTorch图神经网络(一)
  • Python版Sigstore稳定版发布:软件供应链签名新标准
  • 网速带宽概念
  • 跨网传输软件:打通数据孤岛,保障安全流通!