基于圖像的建筑物墻壁缺陷測量方法及其系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及圖像識別處理領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于圖像的建筑物墻壁缺陷測量方 法及其系統(tǒng)，應用于測量鋼筋混凝±結(jié)構(gòu)建筑物外表面的缺陷參數(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 建筑物墻壁缺陷包括裂縫和裂蝕斑或孔洞等填充物等。填充物是指建筑物表面的 圓形或近似圓形缺陷的統(tǒng)稱，既可W是在建筑物建設(shè)過程中腳手架在建筑物表面上留存的 用水泥封堵的圓形固定孔，也可W是近似圓形的裂蝕斑或孔洞。填充物的面積大小也是衡 量建筑物損壞程度的重要標準之一。
[0003] 缺陷檢測是通過紅外、超聲波、激光、機器視覺或人的視覺等技術(shù)來判斷出物體表 面或內(nèi)部存在的缺陷。目前的缺陷檢測通常是指對物體表面上所存在的缺陷的檢測，表面 缺陷檢測所采用技術(shù)主要有先進的機器視覺檢測技術(shù)，紅外線測量技術(shù)，超波分測距技術(shù) 等，通過W上先進技術(shù)對物體表面的孔洞、斑點、色差、凹坑、劃痕、誘蝕、重疊、缺損等缺陷 進行檢測。目前該些缺陷檢測技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于對金屬表面、纖維布匹表面、玻璃便面、 電路板或電子元器件、紙張表面等對外觀有嚴格要求又有明確指標的物品的缺陷檢測。當 前，國內(nèi)外已經(jīng)有一些公司開發(fā)出了缺陷檢測系統(tǒng)產(chǎn)品，該些缺陷檢測系統(tǒng)產(chǎn)品可根據(jù)操 作使用人員所設(shè)定的技術(shù)指標要求自動進行缺陷檢測，并對待測的產(chǎn)品中有缺陷部位進行 標識，同時具有將待測產(chǎn)品進行自動分煉、有缺陷產(chǎn)品剔除等功能。但應用建筑物外表面的 缺陷檢測的技術(shù)目前還不是很多，?？卺槍ㄖ飰γ孢M行缺陷檢測的技術(shù)則更少，并沒 有成套很成熟的產(chǎn)品系統(tǒng)在市面廣泛應用。
[0004] 缺陷檢測只是定性的檢查出物體表面或內(nèi)部的缺陷存在，并不能定量的測量出缺 陷各種參數(shù)值的大小高低。缺陷測量是在檢測到缺陷存在后，對已經(jīng)存在的缺陷的大小、位 置、方向、長度、寬度、面積等參數(shù)進行測量并給出測量結(jié)果，同時缺陷測量可W對缺陷檢測 的結(jié)果進行驗證和確認，去除由于設(shè)備、技術(shù)、方法或人為原因造成的缺陷誤判斷，找出漏 判斷的缺陷，保留真實存在的結(jié)果并給出缺陷的參數(shù)。目前，在市場上尚未出現(xiàn)有針對建筑 物墻面進行缺陷定量測量的技術(shù)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于圖像的建筑物墻壁缺陷測量 方法及其系統(tǒng)，通過獲取建筑物墻面的圖像并進行圖像轉(zhuǎn)換處理、顯示和計算測量，獲得墻 面上建筑物的裂縫長度、裂縫寬度和填充物或圓斑面積等缺陷信息，適用于針對任何鋼筋 混凝±結(jié)構(gòu)建筑物的外表面進行建筑物的裂縫長度、裂縫寬度和填充物或圓斑面積等缺陷 信息的測量。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0007] 一種基于圖像的建筑物墻壁缺陷測量方法，依次包括如下步驟：
[000引 S1.通過圖像信息采集方法獲取合格照片圖像，作為待測量圖片
[0009] 將攝像機或照相機鏡頭盡可能垂直于待拍攝建筑物平面或圓弧面的平切面進行 拍照；得到格式為bmp、jpg或化eg格式的照片圖像；
[0010] S2.對待測量圖片進行圖像預處理，包括圖像歸一化和縮放處理；
[0011] 圖像歸一化是將待測量圖片的文件格式和文件名稱按照統(tǒng)一規(guī)則進行歸一化；縮 放處理是將待測量圖片按長度和寬度等比例進行壓縮或拉伸，使圖片與顯示窗口的比例相 適應；
[0012] S3.根據(jù)顯示窗口的比例將待測量圖片清晰地顯示在操作界面上；
[0013] S4.基于待測量圖片，利用鼠標在顯示于操作界面中的待測量圖片上手繪畫線測 量建筑物墻壁缺陷，包括裂縫長度、裂縫寬度和填充物面積缺陷測量中的一種或多種，其 中：
[0014] (一）裂縫長度測量；通過分段積分法描線繪圖測量裂縫長度；利用鼠標沿著裂縫 所在的曲線進行手動畫線；將手動所繪曲線與實際的裂縫曲線進行對比，并進行更正和重 繪；通過分段積分的方式來計算線長，具體是：將所繪制的曲線拆分成極小的一段的直線， 分別計算各直線段的長度，再映射成實際的物理尺寸，然后再通過逐段積分和整體積分的 方法來求出裂縫全部長度，得到實際裂縫的長度L ;再根據(jù)所設(shè)定的長度單位將得到的實 際裂縫長度映射轉(zhuǎn)換為實際裂縫所要求的單位（mm)，具體通過W下公式計算：
[00巧]L = / 1油 公式1
[0016] 公式1中，L是用鼠標在待測圖像上沿著待求長度的裂縫的中屯、線所繪制曲線的 實際物理長度尺寸，di是整個繪制曲線過程中將曲線分成的微小直線段的數(shù)量；1 i是在繪 制曲線過程中鼠標最小移動單位兩點間的直線距離，即將所繪制的曲線拆分成小的每一段 直線的長度，li通過公式2得到：
[0017]
【主權(quán)項】
1. 一種基于圖像的建筑物墻壁缺陷測量方法，依次包括如下步驟：
51. 通過圖像信息采集方法獲取合格照片圖像，作為待測量圖片；
52. 對待測量圖片進行圖像預處理，包括圖像歸一化和圖像縮放處理；
53. 根據(jù)計算機顯示窗口的比例將待測量圖片清晰地顯示在操作界面中；
54. 利用鼠標在顯示于操作界面中的待測量圖片上手繪畫線測量建筑物墻壁缺陷，所 述建筑物墻壁缺陷包括裂縫長度、裂縫寬度和填充物面積缺陷測量中的一種或多種。
2. 如權(quán)利要求1所述基于圖像的建筑物墻壁缺陷測量方法，其特征是，步驟S1所述圖 像信息采集方法具體為將攝像機或照相機鏡頭盡可能垂直于待拍攝建筑物平面或圓弧面 的平切面進行拍照采集照片圖像；所述合格照片圖像為bmp、jpg或jpeg格式的照片圖像。
3. 如權(quán)利要求1所述基于圖像的建筑物墻壁缺陷測量方法，其特征是，步驟S2所述圖 像縮放處理是將待測量圖片按長度和寬度等比例進行壓縮或拉伸，使圖片與計算機顯示窗 口的比例相適應。
4. 如權(quán)利要求1所述基于圖像的建筑物墻壁缺陷測量方法，其特征是，所述步驟S4中 裂縫長度的測量具體是：利用鼠標沿著顯示于操作界面中的待測量圖片上的裂縫所在的曲 線進行手繪畫線；通過分段積分方法計算畫線的長度，得到實際裂縫的長度，所述分段積分 通過公式1進行計算： L= /ljdi公式 1 公式1中，L是用鼠標在待測圖像上沿著待求長度的裂縫的中心線所繪制曲線的實際 物理長度，屯是整個繪制曲線過程中將曲線分成的微小直線段的數(shù)量；1 ,是在繪制曲線過 程中鼠標最小移動單位兩點間的直線距離，即將所繪制的曲線拆分成小的每一段直線的長 度，^通過公式2得到：
公式2中，Xm為所點選兩點之間線段在X軸方向的實際物理尺寸，由公式3得出：
ym為所點選兩點之間線段在Y軸方向的實際物理尺寸，由公式4得出：
公式3和公式4中，Xni為當前圖像的X軸方向?qū)嶋H物理尺寸；yni為Y軸方向?qū)嶋H物理 尺寸；Pnx為當前圖像的X軸方向總像素數(shù)；Pny為當前圖像的Y軸方向總像素數(shù)；pm為所選 兩點在X軸方向上像素跨度；pny為所選兩點在Y軸方向上像素跨度。
5. 如權(quán)利要求1所述基于圖像的建筑物墻壁缺陷測量方法，其特征是，所述步驟S4中 裂縫寬度測量具體是：通過用鼠標選點的方式確定待測裂縫區(qū)域兩側(cè)的兩個點；所述兩個 點形成的直線與所述裂縫所在直線或裂縫待測量點所在曲線的切線相垂直；由所述兩個點 連成的直線的長度得到裂縫的寬度值。
6. 如權(quán)利要求1所述基于圖像的建筑物墻壁缺陷測量方法，其特征是，所述步驟S4中 填充物面積測量具體包括如下步驟： 1)通過拖動鼠標畫線繪圖的方式劃定一個封閉區(qū)域的外邊沿輪廓，作為待測量面積的 填充物區(qū)域； 2) 從填充物區(qū)域的圓邊上的一點開始位置沿順時針或逆時針走向畫出一個首尾相接 的圓或近似圓，剛好圍繞填充物； 3) 在整個繪圓形輪廓線的過程中會在導入圖片上顯示出鼠標畫過的曲線，用于將手動 所繪曲線與實際的填充物外邊沿曲線進行對比，進行更正和重繪； 4) 通過分段積分方法來確定輪廓的長度，再通過內(nèi)部映射和轉(zhuǎn)換，將輪廓長度轉(zhuǎn)換成 單位為_的實際圖像對應拍攝區(qū)域的輪廓長度，把該長度作為圓形或近似圓形的周長L， 通過公式21得到圓形或近似圓形的填充物的面積S:
公式21中，S為圓形或近似圓形的填充物的面積；L是圓形或近似圓形的周長的實際物 理長度（單位為_)，通過公式1得到；為圓周率。
7. 如權(quán)利要求1所述基于圖像的建筑物墻壁缺陷測量方法，其特征是，在步驟S5所述 手繪畫線之前，還通過圖像局部點選放大方法，將顯示于操作界面中的待測量圖片進行放 大，以便于手繪畫線操作；所述圖像局部點選放大方法包括如下步驟： 1) 設(shè)定放大倍數(shù)和放大區(qū)域； 2) 通過鼠標點擊在導入圖片上選擇待放大區(qū)域，通過最近點插值算法進行局部放大， 得到按照設(shè)定的放大倍數(shù)和放大區(qū)域進行放大的圖片。
8. 利用權(quán)利要求1所述基于圖像的建筑物墻壁缺陷測量方法實現(xiàn)的建筑物墻壁缺陷 測量系統(tǒng)，包括用于獲取合格照片圖片的圖像信息采集模塊、用于將圖片進行預處理的圖 像處理模塊、用于將圖片進行壓縮后顯示在操作界面上的圖像顯示模塊和用于對界面中的 圖片上的建筑物墻壁缺陷進行測量的缺陷測量模塊；所述缺陷測量模塊包括用于測量裂縫 長度的裂縫長度測量模塊、用于測量裂縫寬度的裂縫寬度測量模塊和用于測量填充物面積 的填充物面積測量模塊中的一個或多個。
9. 如權(quán)利要求8所述建筑物墻壁缺陷測量系統(tǒng)，其特征是，所述合格照片圖片具體為 對實際的建筑物外表面拍攝的未經(jīng)過合成或處理的真實照片；所述拍攝照片對應的建筑物 表面拍攝區(qū)域的實際物理尺寸為17. 32*12. 74mm，長寬偏差在0. 4mm以內(nèi)；所述拍攝照片的 像素數(shù)不低于1920*1060。
10. 如權(quán)利要求8所述建筑物墻壁缺陷測量系統(tǒng)，其特征是，所述系統(tǒng)還包括照片導入 模塊，用于導入離線采集到的照片圖像，作為待測量圖片進行墻壁缺陷測量。
【專利摘要】本發(fā)明公布一種基于圖像的建筑物墻壁缺陷測量方法及其系統(tǒng)，通過獲取建筑物墻面的圖像并進行圖像處理、顯示和計算測量；具體是基于待測量圖片，利用鼠標在顯示于操作界面中的待測量圖片上手繪畫線測量建筑物墻壁缺陷，獲得墻面上建筑物的裂縫長度、裂縫寬度和填充物或圓斑面積等缺陷信息中的一種或多種，適用于針對任何鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物的外表面進行建筑物的裂縫長度、裂縫寬度和填充物或圓斑面積等缺陷信息的測量。本發(fā)明測量精度高，測量精度可達到0.1mm；同時可以實現(xiàn)在線測量和離線再測量等功能，且操作簡單方便，易于使用。
【IPC分類】G01N21-95
【公開號】CN104568981
【申請?zhí)枴緾N201510005337
【發(fā)明人】石曉偉, 孔海志, 張曉昊, 鄭鵬尚, 楊曉奇, 趙大威
【申請人】中科華核電技術(shù)研究院有限公司北京分公司, 中國廣核集團有限公司, 中國廣核電力股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月6日