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基于二维傅立叶变换的水泥路面图像刻槽去除的方法实施方式

2022/07/16198 作者:佚名
导读:为清楚说明《基于二维傅立叶变换的水泥路面图像刻槽去除的方法》中的方案,下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。 参见图1,图1是《基于二维傅立叶变换的水泥路面图像刻槽去除的方法》方法实施例的流程图,包括: 步骤11:获得包含刻槽图像的路面图像; 录像设备拍摄的包含刻槽图像的路面图像,路面图像中的刻槽图像为近似水平并且贯穿图像的直线,这些刻槽等间距排列,灰度基本相同,因此在垂直方向上具有周期性。水泥

为清楚说明《基于二维傅立叶变换的水泥路面图像刻槽去除的方法》中的方案,下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。

参见图1,图1是《基于二维傅立叶变换的水泥路面图像刻槽去除的方法》方法实施例的流程图,包括:

步骤11:获得包含刻槽图像的路面图像;

录像设备拍摄的包含刻槽图像的路面图像,路面图像中的刻槽图像为近似水平并且贯穿图像的直线,这些刻槽等间距排列,灰度基本相同,因此在垂直方向上具有周期性。水泥路面的刻槽在建设中遵循统一的公路建设标准的,刻槽的宽度和间距都是固定的,结合采集图像设备的参数可以计算出对应图像中的刻槽宽度和间距。另外,由于刻槽组间间隔相对于组内间隔来说出现次数较少,且存在整数关系,对整体的周期性影响不大,从而对频谱形状的影响不大,所以在处理时认为图像周期为“刻槽宽度与间隔距离之和”。

步骤12:设置傅立叶变换的加窗大小,获得路面图像的灰度值序列;

水泥刻槽路面图像的周期性表现在基准垂直方向上,设刻槽图像间隔为s个像素,刻槽图像的宽度为t个像素;路面图像的灰度值为A,刻槽图像区域的灰度值B。那么,x1(n)表示刻槽间隔位置的像素灰度值序列,即路面图像的灰度值,如式(1)所示;x2(n)表示刻槽位置的像素灰度值序列,如式(2)所示。x(n)是将x1(n)和x2(n)以M为周期进行延拓并截短形成的序列,如式(3)所示,其周期为M=s t。

(1)

(2)

(3)

其中

,N为截短过程中矩形窗的宽度,l1和l2分别为序列x1(n)和x2(n)在截短范围内的个数。

步骤13:按照设置的加窗对所述路面图像的灰度值序列进行傅立叶变换,获得其频谱;

对序列x1(n)和x2(n)分别作N点离散傅里叶变换得到X1(k)和X2(k),和分别为x1(n)和x2(n)以M为周期进行延拓并截短的结果,即循环移位之后的叠加,因此根据离散傅里叶变换的时域循环移位性质,可以得到序列x(n)的N点离散傅里叶变换X(k),进而得到x(n)的幅度谱,如式(4)所示。

(k=0,1,…,N-1)(4)

在刻槽水泥路面中,M远远小于图像垂直方向上的像素个数,也就是说在序列x(n)中,M远远小于用于序列截短的矩形窗宽度(N),并且根据刻槽的自然属性,图像中的刻槽数目与间隔数目基本相同。为了处理方便,在频谱特性的定性分析时,不妨设l1=l2,那么式(4)可以变换为式(5)。

(k=0,1,…,N-1)(5)

式(5)反映了序列x(n)的频域特性,式中

当中各项取值均为1时|X(k)|的值较大,有明显的谱峰,因此谱峰的位置为k=[N/M]及其倍频处。

步骤14:消除刻槽的谱峰,并傅立叶反变换。

消除谱峰时,采用等间隔滤波10个谱峰最佳,并将消除谱峰后的频谱序列进行傅立叶反变换。

步骤15:输出滤波后的图像。

滤波后的图像内只有路面图像,消除了刻槽。

《基于二维傅立叶变换的水泥路面图像刻槽去除的方法》的方法可有效去除路面图像内的刻槽,避免路面检测过程中,将刻槽图像误判为破损路面,提高路面的检测准确度。

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