基于彩色图像识别的混凝土表观质量评价系统研究

摘要

混凝土外观质量是混凝土质量在外部的直接反映。混凝土外观质量在一定程度上反映了其内在质量，混凝土外观质量已经成为项目施工质量评定的重要指标之一。对混凝土外观质量的评价方法有着新的更高的要求，而目前国内对于混凝土外观质量的测评主要是延续采用人工检测评分的方法。因此对评定方法进行新的尝试性研究，为外观质量评定提供便捷、可靠的方法已显得非常重要。 本论文以混凝土表观为对象，将彩色图像的处理手段应用于混凝土外观缺陷的检测和识别中，实现缺陷的准确分类和评价；应用计算机语言设计自动评价系统方案，为混凝土表观质量提供数据化、流程化、系统化及标准化的处理和识别，进而应用于工程实际。 首先引入四元数矩阵，建立基于彩色图像的四元数矩阵模型，提取出奇异值特征向量，将其作为图像的一种代数特征，并应用到彩色图像的识别中；然后结合本文研究对象的数字图像特点，拟定了基于最近邻准则的识别方案，并对识别效果进行了分析。针对混凝土外观缺陷的特点，融合颜色和空间信息，采用了排异聚类主色提取的彩色图像分割方法。在图像分割的基础上，对图像进行了预定义的形态运算，以缺陷面积的密度作为参数，并依据专家评价给出了相应域值。最后，应用MATLAB语言设计自动评价系统方案；另外，对混凝土外观质量智能评判软件系统框架作了简要论述。 本文所提出的基于图像识别技术的混凝土外观质量评定方法，在一定程度上实现了对混凝土外表缺陷进行数据化、流程化、系统化及标准化的处理和识别，可用于实际工程中混凝土的外观缺陷的测评。在文章的最后对后续工作进行展望，提出了自己的观点。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1研究背景及其意义

1.2混凝土外观质量评价的现状

1.3本文研究的主要内容

第2章混凝土外观质量

2.1混凝土质量缺陷种类

2.2混凝土的外表缺陷

2.3混凝土典型表观缺陷图片样本

2.3.1获取混凝土图像样本

2.3.2混凝土图像样本选择

2.4图像前处理

2.4.1数字图像处理

2.4.2颜色理论

2.4.3常见的颜色空间

2.4.4颜色相似系数

2.4.5彩色图像滤波

2.4.6彩色图像分割

2.4.7混凝土外表缺陷图像特征分析

第3章混凝土表观缺陷的识别

3.1四元数矩阵

3.1.1四元数矩阵的基本性质

3.1.2四元矩阵的奇异值算法

3.2彩色图像的奇异值特征提取

3.3彩色图像识别

3.3.1基于最近邻准则识别的算法模型

3.3.2混凝土外表缺陷的识别(实验)

第4章混凝土外表缺陷程度评价

4.1彩色图像的分割

4.1.1彩色图像区域分割

4.1.2数学形态学基础

4.2混凝土外表缺陷色标搜索与分割

4.2.1排异聚类色标主色提取

4.2.2网格搜索策略

4.2.3色标区域分割

4.2.4分割结果后处理

4.3实验与分析

第5章混凝土表观质量评价系统

5.1混凝土表观质量评价系统的功能

5.2系统调试与运算结果

5.2.1实验环境MATLAB简介

5.2.2运行结果与分析

5.3混凝土表观质量智能评判软件的系统框架构想

第6章结论与展望

6.1本文所完成的主要工作

6.2有待进一步研究的问题

参考文献

致谢

在攻读硕士期间发表的论文