本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像處理方法和裝置。

背景技術(shù)：

近年來，許多城市都出現(xiàn)了不同程度的交通擁堵問題。為了有效緩解城市公共交通問題，大家紛紛把目光轉(zhuǎn)向發(fā)展城市軌道交通。城市軌道交通的特點是運行速度快、行車密度高、客流量大、環(huán)境封閉，因而對運營安全要求極高，需要安全可靠的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)作為保障。然而在地鐵隧道運營管理及養(yǎng)護(hù)過程中，卻發(fā)現(xiàn)由于運行車輛的動力沖擊、地質(zhì)變形以及鄰近施工等因素的影響，地鐵隧道存在不同程度的裂縫，為地鐵安全運營埋下了隱患，引起了業(yè)內(nèi)人士普遍的關(guān)注。因此，能夠隨時高效、快速地查找地鐵隧道表面裂縫的區(qū)域是確保城市軌道交通安全運行的必要措施。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種更加高效、快速地查找與處理隧道病害的圖像處理方法和裝置。

為達(dá)到發(fā)明目的，提供一種圖像處理方法，所述方法包括：獲取隧道彩色圖像，其中，所述彩色圖像為二維平面圖像；沿著隧道延伸方向?qū)λ霾噬珗D像分塊壓縮，將所述彩色圖像轉(zhuǎn)化成灰度圖像并進(jìn)行降噪處理；對所述灰度圖像按照預(yù)設(shè)像素數(shù)進(jìn)行網(wǎng)格化劃分，生成多個網(wǎng)格化圖像；根據(jù)預(yù)設(shè)的字段將所述多個網(wǎng)格化圖像的信息進(jìn)行存儲，并存儲與預(yù)定目標(biāo)相對應(yīng)的特征信息，其中，所述網(wǎng)格化圖像的信息包括通過對所述網(wǎng)格化圖像執(zhí)行膨脹腐蝕和二值化處理后獲取的所述網(wǎng)格化圖像的輪廓特征。

在其中一個實施例中，還包括：根據(jù)所述預(yù)定目標(biāo)的特征信息調(diào)取對應(yīng)的網(wǎng)格化圖像的信息。

在其中一個實施例中，所述根據(jù)所述預(yù)定目標(biāo)的特征信息調(diào)取對應(yīng)的網(wǎng)格化圖像的信息包括：提供正常的隧道表面和人工標(biāo)記病害的隧道表面，獲取隧道表面正常輪廓特征和病害輪廓特征，建立數(shù)據(jù)特征庫；獲取待監(jiān)測隧道表面的所述輪廓特征，與所述數(shù)據(jù)特征庫進(jìn)行特征配準(zhǔn)分析，確定隧道病害位置和類型；在已知類型的病害位置進(jìn)行多次成像，提取所述病害輪廓特征，測算病害參數(shù)。

在其中一個實施例中，根據(jù)所述預(yù)定目標(biāo)的特征信息調(diào)取對應(yīng)的網(wǎng)格化圖像的信息的步驟之后包括：將調(diào)取到的所述多個網(wǎng)格化圖像進(jìn)行拼接，以生成包含調(diào)取到的多個網(wǎng)格化圖像的拼接圖像。

在其中一個實施例中，圖像降噪方法包括圖像增強(qiáng)以及濾波算法。

在其中一個實施例中，所述預(yù)設(shè)的字段包括：網(wǎng)格化圖像的坐標(biāo)字段、網(wǎng)格化圖像的圖像字段和位置字段；所述坐標(biāo)字段，用于記錄該網(wǎng)格化圖像的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)值；所述圖像字段，用于記錄該網(wǎng)格化圖像的圖像數(shù)據(jù)；所述位置字段，用于記錄網(wǎng)格化圖像對應(yīng)的隧道內(nèi)表面絕對位置。

在其中一個實施例中，所述特征信息包括以下至少一項：目標(biāo)圖像的編號、目標(biāo)圖像的坐標(biāo)鏈數(shù)據(jù)、目標(biāo)圖像的長度數(shù)據(jù)、目標(biāo)圖像的最大寬度數(shù)據(jù)、目標(biāo)圖像的平均寬度數(shù)據(jù)。

在其中一個實施例中，所述預(yù)定目標(biāo)包括所述隧道內(nèi)的滲水、襯砌剝落、裂紋或突起。

在其中一個實施例中，所述病害參數(shù)包括滲水面積、裂縫長度、寬度以及襯砌剝落面積。

基于同一構(gòu)思還提供一種圖像處理裝置，所述裝置包括：獲取模塊，用于獲取隧道彩色圖像，其中，所述彩色圖像為二維平面圖像；壓縮轉(zhuǎn)化模塊，用于沿著隧道延伸方向?qū)λ霾噬珗D像分塊壓縮，將所述彩色圖像轉(zhuǎn)化成灰度圖像并進(jìn)行降噪處理；網(wǎng)格劃分模塊，用于對所述灰度圖像按照預(yù)設(shè)像素數(shù)進(jìn)行網(wǎng)格化劃分，生成多個網(wǎng)格化圖像；存儲模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的字段將所述多個網(wǎng)格化圖像的信息進(jìn)行存儲，并存儲與預(yù)定目標(biāo)相對應(yīng)的特征信息，其中，所述網(wǎng)格化圖像的信息包括通過對所述網(wǎng)格化圖像執(zhí)行膨脹腐蝕和二值化處理后獲取的所述網(wǎng)格化圖像的輪廓特征。

在其中一個實施例中，還包括：調(diào)取模塊，用于根據(jù)所述預(yù)定目標(biāo)的特征信息調(diào)取對應(yīng)的網(wǎng)格化圖像的信息。

在其中一個實施例中，所述調(diào)取模塊包括：特征庫建立模塊，用于提供正常的隧道表面和人工標(biāo)記病害的隧道表面，獲取隧道表面正常輪廓特征和病害輪廓特征，建立數(shù)據(jù)特征庫；配準(zhǔn)分析模塊，用于獲取待監(jiān)測隧道表面的所述輪廓特征，與所述數(shù)據(jù)特征庫進(jìn)行特征配準(zhǔn)分析，確定隧道病害位置和類型；病害參數(shù)測算模塊，用于在已知類型的病害位置進(jìn)行多次成像，提取所述病害輪廓特征，測算病害參數(shù)。

在其中一個實施例中，還包括：拼接模塊，用于將調(diào)取到的所述多個網(wǎng)格化圖像進(jìn)行拼接，以生成包含調(diào)取到的多個網(wǎng)格化圖像的拼接圖像。

本發(fā)明的有益效果包括：上述圖像處理方法和裝置，獲取隧道彩色圖像，其中，彩色圖像為二維平面圖像；沿著隧道延伸方向?qū)Σ噬珗D像分塊壓縮，將彩色圖像轉(zhuǎn)化成灰度圖像并進(jìn)行降噪處理；對灰度圖像按照預(yù)設(shè)像素數(shù)進(jìn)行網(wǎng)格化劃分，生成多個網(wǎng)格化圖像；根據(jù)預(yù)設(shè)的字段將多個網(wǎng)格化圖像的信息進(jìn)行存儲，并存儲與預(yù)定目標(biāo)相對應(yīng)的特征信息，其中，網(wǎng)格化圖像的信息包括通過對網(wǎng)格化圖像執(zhí)行膨脹腐蝕和二值化處理后獲取的網(wǎng)格化圖像的輪廓特征。上述方法使得在隧道圖像中的病害區(qū)域圖像較多時，在存儲和調(diào)取性能方面比現(xiàn)有技術(shù)具有了很大的提高。同時，節(jié)省了隧道大幅面積圖像的存儲量，且進(jìn)一步提高了調(diào)取與處理隧道病害區(qū)域的快捷性與有效性。

附圖說明

圖1是一個實施例中圖像處理方法的流程示意圖；

圖2是一個實施例中隧道在二維坐標(biāo)系中的狀態(tài)示意圖；

圖3是一個實施例中隧道在二維坐標(biāo)系中的平面展開圖；以及

圖4是一個實施例中圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明圖像處理方法和裝置進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

在一個實施例中，如圖1所示，提供了一種圖像處理方法，該方法包括以下步驟：

步驟102，獲取隧道彩色圖像。其中，彩色圖像為二維平面圖像。

本實施例中，可以通過對隧道的內(nèi)表面進(jìn)行拍攝的照相機(jī)或攝像機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的操作來獲取隧道彩色圖像。所拍攝或獲取的彩色圖像數(shù)據(jù)被展開為連續(xù)的二維平面圖像。例如，如圖2所示，可以以隧道的預(yù)定截面，例如里程標(biāo)志處的截面為原點，以隧道內(nèi)表面的表面方向為X軸方向，以隧道延伸方向為Y軸方向，將隧道內(nèi)表面展開為沿Y軸延伸的二維平面，其中，該二維平面可為帶狀平面也可為正方形狀平面，二維平面的形狀取決于基于預(yù)定的截面所對應(yīng)的獲取模塊以隧道延伸方向獲取截面的面積。

步驟104，沿著隧道延伸方向?qū)Σ噬珗D像分塊壓縮，將彩色圖像轉(zhuǎn)化成灰度圖像并進(jìn)行降噪處理。其中，圖像降噪方法包括圖像增強(qiáng)以及濾波算法。

步驟106，對灰度圖像按照預(yù)設(shè)像素數(shù)進(jìn)行網(wǎng)格化劃分，生成多個網(wǎng)格化圖像。

本實施例中，對二維平面圖像按照預(yù)設(shè)像素數(shù)目進(jìn)行網(wǎng)格化劃分，以生成多個網(wǎng)格化圖像?？梢詫⑸鲜銎矫鎰澐殖啥鄠€網(wǎng)格，每網(wǎng)格包含10000×1000像素。這些數(shù)值僅僅是示例性而非限制性的，每網(wǎng)格的像素數(shù)可以根據(jù)存儲和處理能力來設(shè)置。例如，也可以將每網(wǎng)格的像素設(shè)置為1000×1000，256×256等。在對二維平面圖像按照預(yù)設(shè)像素進(jìn)行網(wǎng)格化劃分過程中，還生成與每個網(wǎng)格化圖像分別對應(yīng)的坐標(biāo)。通過多個網(wǎng)格化圖像的坐標(biāo)能夠提高其調(diào)用的簡易性與準(zhǔn)確性。

步驟108，根據(jù)預(yù)設(shè)的字段將多個網(wǎng)格化圖像的信息進(jìn)行存儲，并存儲與預(yù)定目標(biāo)相對應(yīng)的特征信息。需要說明的是，根據(jù)預(yù)設(shè)的字段將多個網(wǎng)格化圖像的信息進(jìn)行存儲是以網(wǎng)格化圖像為單元進(jìn)行存儲，例如，圖3是隧道在二維坐標(biāo)系中的平面展開圖。在圖3中，左下角的陰影區(qū)域所示為坐標(biāo)原點，該處的網(wǎng)格化圖像的坐標(biāo)字段為(0,0)，而圖像字段為X＝0，Y＝0的區(qū)域內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)。與預(yù)定目標(biāo)相對應(yīng)的特征信息例如可以包括該目標(biāo)的編號、坐標(biāo)鏈數(shù)據(jù)、目標(biāo)圖像的長度數(shù)據(jù)、目標(biāo)圖像的最大寬度數(shù)據(jù)、目標(biāo)圖像的平均寬度數(shù)據(jù)。編號是與該目標(biāo)唯一地對應(yīng)的索引，可以通過引用編號來檢索和調(diào)取相應(yīng)的目標(biāo)。坐標(biāo)鏈數(shù)據(jù)表明該目標(biāo)與哪些網(wǎng)格化圖像有關(guān)。例如，圖3中部的陰影區(qū)示出了二維帶狀平面中存在裂紋的示例。在該示例中，裂紋的網(wǎng)格圖像坐標(biāo)鏈可以表示為{(2,4)；(2,5)；(3,5)；(3,6)；(3,7)；(4,7)；(4,8)；(5,8)}。

根據(jù)實際需要以及相應(yīng)工況情況，與預(yù)定目標(biāo)圖像相對應(yīng)的特征信息還可以包括以下至少一項：該目標(biāo)的長度數(shù)據(jù)、最大寬度數(shù)據(jù)、平均寬度數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以表明該目標(biāo)以米/英尺等為單位的實際長度/寬度，或者以像素/網(wǎng)格邊長為單位的圖像長度/寬度，從而可以便于信息的搜索和調(diào)用。例如，在圖3的示例中，裂紋的長度數(shù)據(jù)可以是5.3個網(wǎng)格邊長，或者0.53米。

其中，網(wǎng)格化圖像的信息包括通過對網(wǎng)格化圖像執(zhí)行膨脹腐蝕和二值化處理后獲取的網(wǎng)格化圖像的輪廓特征。且預(yù)設(shè)的字段包括：網(wǎng)格化圖像的坐標(biāo)字段、網(wǎng)格化圖像的圖像字段和位置字段；具體的，坐標(biāo)字段用于記錄該網(wǎng)格化圖像的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)值；圖像字段用于記錄該網(wǎng)格化圖像的圖像數(shù)據(jù)，例如可以采用位圖格式或矢量格式，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任何圖像存儲格式，如聯(lián)合圖像專家組(JPEG)格式；位置字段用于記錄網(wǎng)格化圖像對應(yīng)的隧道內(nèi)表面絕對位置。需要說明的是，預(yù)設(shè)的字段還可以包括該網(wǎng)格化圖像的其他附加信息，例如記錄該網(wǎng)格化圖像所對應(yīng)的隧道內(nèi)表面絕對位置以及相對位置的位置字段。

此外，特征信息包括以下至少一項：目標(biāo)圖像的編號、目標(biāo)圖像的坐標(biāo)鏈數(shù)據(jù)、目標(biāo)圖像的長度數(shù)據(jù)、目標(biāo)圖像的最大寬度數(shù)據(jù)、目標(biāo)圖像的平均寬度數(shù)據(jù)；預(yù)定目標(biāo)包括所述隧道內(nèi)的滲水、襯砌剝落、裂紋或突起。

本實施例中，根據(jù)預(yù)設(shè)的字段將多個網(wǎng)格化圖像的信息進(jìn)行存儲，并存儲與預(yù)定目標(biāo)相對應(yīng)的特征信息的步驟之后還包括：根據(jù)預(yù)定目標(biāo)的特征信息調(diào)取對應(yīng)的網(wǎng)格化圖像的信息。具體的，提供正常的隧道表面和人工標(biāo)記病害的隧道表面，獲取隧道表面正常輪廓特征和病害輪廓特征，建立數(shù)據(jù)特征庫；獲取待監(jiān)測隧道表面的輪廓特征，與數(shù)據(jù)特征庫進(jìn)行特征配準(zhǔn)分析，確定隧道病害位置和類型；在已知類型的病害位置進(jìn)行多次成像，提取病害輪廓特征，測算病害參數(shù)。其中，病害參數(shù)包括滲水面積、裂縫長度、寬度以及襯砌剝落面積。

進(jìn)一步地，根據(jù)預(yù)定目標(biāo)的特征信息調(diào)取對應(yīng)的網(wǎng)格化圖像的信息的步驟之后包括：將調(diào)取到的多個網(wǎng)格化圖像進(jìn)行拼接，以生成包含調(diào)取到的多個網(wǎng)格化圖像的拼接圖像。

本發(fā)明提供的圖像處理方法，獲取隧道彩色圖像，其中，彩色圖像為二維平面圖像；沿著隧道延伸方向?qū)Σ噬珗D像分塊壓縮，將彩色圖像轉(zhuǎn)化成灰度圖像并進(jìn)行降噪處理；對灰度圖像按照預(yù)設(shè)像素數(shù)進(jìn)行網(wǎng)格化劃分，生成多個網(wǎng)格化圖像；根據(jù)預(yù)設(shè)的字段將多個網(wǎng)格化圖像的信息進(jìn)行存儲，并存儲與預(yù)定目標(biāo)相對應(yīng)的特征信息，其中，網(wǎng)格化圖像的信息包括通過對網(wǎng)格化圖像執(zhí)行膨脹腐蝕和二值化處理后獲取的網(wǎng)格化圖像的輪廓特征。上述方法使得在隧道圖像中的病害區(qū)域圖像較多時，在存儲和調(diào)取性能方面比現(xiàn)有技術(shù)具有了很大的提高。同時，節(jié)省了隧道大幅面積圖像的存儲量，且進(jìn)一步提高了調(diào)取與處理隧道病害區(qū)域的快捷性與有效性。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，還提供一種圖像處理裝置，由于此裝置解決問題的原理與前述一種圖像處理方法相似，因此，該裝置的實施可以按照前述方法的具體步驟實現(xiàn)，重復(fù)之處不再贅述。

如圖4所示，為一個實施例中的一種處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該圖像處理裝置10包括：獲取模塊100、壓縮轉(zhuǎn)化模塊200、網(wǎng)格劃分模塊300和存儲模塊400。

其中，獲取模塊100用于獲取隧道彩色圖像，其中，彩色圖像為二維平面圖像；壓縮轉(zhuǎn)化模塊200用于沿著隧道延伸方向?qū)Σ噬珗D像分塊壓縮，將彩色圖像轉(zhuǎn)化成灰度圖像并進(jìn)行降噪處理；網(wǎng)格劃分模塊300用于對灰度圖像按照預(yù)設(shè)像素數(shù)進(jìn)行網(wǎng)格化劃分，生成多個網(wǎng)格化圖像；存儲模塊400用于根據(jù)預(yù)設(shè)的字段將多個網(wǎng)格化圖像的信息進(jìn)行存儲，并存儲與預(yù)定目標(biāo)相對應(yīng)的特征信息，其中，網(wǎng)格化圖像的信息包括通過對網(wǎng)格化圖像執(zhí)行膨脹腐蝕和二值化處理后獲取的網(wǎng)格化圖像的輪廓特征。

在一個實施例中，該圖像處理裝置10還包括：調(diào)取模塊500(圖中未示出)用于根據(jù)預(yù)定目標(biāo)的特征信息調(diào)取對應(yīng)的網(wǎng)格化圖像的信息。具體的，調(diào)取模塊500包括：特征庫建立模塊510(圖中未示出)用于提供正常的隧道表面和人工標(biāo)記病害的隧道表面，獲取隧道表面正常輪廓特征和病害輪廓特征，建立數(shù)據(jù)特征庫；配準(zhǔn)分析模塊520(圖中未示出)用于獲取待監(jiān)測隧道表面的輪廓特征，與數(shù)據(jù)特征庫進(jìn)行特征配準(zhǔn)分析，確定隧道病害位置和類型；病害參數(shù)測算模塊530(圖中未示出)用于在已知類型的病害位置進(jìn)行多次成像，提取病害輪廓特征，測算病害參數(shù)。

需要說明的是，用戶可以指定要調(diào)取某個編號的隧道病害。以圖3所示的情形為例，如果中部的粗實線方框中所示隧道病害對應(yīng)于用戶指定的編號，則可以根據(jù)該隧道病害的坐標(biāo)鏈數(shù)據(jù)，依次讀取坐標(biāo)為(2,4)的網(wǎng)格化圖像的圖像數(shù)據(jù)、坐標(biāo)為(2,5)的網(wǎng)格化圖像的圖像數(shù)據(jù)、……坐標(biāo)為(5,8)的網(wǎng)格化圖像的圖像數(shù)據(jù)。

在一個實施例中，該圖像處理裝置10還包括：拼接模塊600(圖中未示出)用于將調(diào)取到的多個網(wǎng)格化圖像進(jìn)行拼接，以生成包含調(diào)取到的多個網(wǎng)格化圖像的拼接圖像。具體的，調(diào)取之后將調(diào)取到的多個網(wǎng)格化的圖像進(jìn)行拼接，例如按照圖3所示的坐標(biāo)關(guān)系，從而生成包含調(diào)取到的多個網(wǎng)格化的圖像的拼接圖像?？梢岳斫獾氖牵€可以調(diào)取該拼接圖像的X、Y坐標(biāo)范圍內(nèi)的其他網(wǎng)格化圖像，以由拼接模塊形成包含該預(yù)定目標(biāo)的矩形圖像，例如圖3中部的粗實線方框所示。

本發(fā)明提供的圖像處理裝置，通過獲取模塊100獲取隧道彩色圖像，其中，彩色圖像為二維平面圖像；再通過壓縮轉(zhuǎn)化模塊200沿著隧道延伸方向?qū)Σ噬珗D像分塊壓縮，將彩色圖像轉(zhuǎn)化成灰度圖像并進(jìn)行降噪處理；再通過網(wǎng)格劃分模塊300對灰度圖像按照預(yù)設(shè)像素數(shù)進(jìn)行網(wǎng)格化劃分，生成多個網(wǎng)格化圖像；最終通過存儲模塊400根據(jù)預(yù)設(shè)的字段將多個網(wǎng)格化圖像的信息進(jìn)行存儲，并存儲與預(yù)定目標(biāo)相對應(yīng)的特征信息，其中，網(wǎng)格化圖像的信息包括通過對網(wǎng)格化圖像執(zhí)行膨脹腐蝕和二值化處理后獲取的網(wǎng)格化圖像的輪廓特征。上述裝置使得在隧道圖像中的病害區(qū)域圖像較多時，在存儲和調(diào)取性能方面比現(xiàn)有技術(shù)具有了很大的提高。同時，節(jié)省了隧道大幅面積圖像的存儲量，且進(jìn)一步提高了調(diào)取與處理隧道病害區(qū)域的快捷性與有效性。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機(jī)程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機(jī)存儲記憶體(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。