1 MATLAB GUI 界面

 

GUI指有窗口、菜单、对话框等各种元素组成的交互式图形用户界面,在这种用户界面中，用户的操作 既简单，又生动，所以当今绝大多数开发环境与应用程序都釆用图形用户界面，许多流行的开发工具都可以 进行GUI界面的设计.MATLAB作为一门强的科学计算软件，同样也提供了 GUI用户界面设计的功能， 在MATLAB中,GUI用户界面对象主要包含三类:用户界面控件对象、下拉式菜单对象和快捷菜单..根据这 些对象，就可以设计出界面友好、操作方便的图形用户界面.

 

2裂缝图像分析

 

测量裂缝图像宽度思路的大体过程如图1所示.

 

2.1图像采集与标定

 

2.1.1图像的采集为了有效地提高裂缝宽度识别的准确性和可靠性，应釆用高像素的数码相机，使裂缝在 宽度方向上获得更多的像素.拍摄时，手持数码相机于裂缝与标定纸的正前方，尽量使裂缝处于屏幕中央

 

 

 

 

 

 

位置,且成竖直状态，釆用正焦（镜头垂直裂缝平面）进行拍摄减少畸变. 2.1.2相机标定实际对象和数字图像之间存在着缩放关系，我们需进行相机标定，相机标定是指求出对象 和数字图像像素比例系数的过程.本文所采用的方法是在需要被摄取的裂缝旁贴一标准长度为100 mm的 黑色纸条.采集图像后经过处理，可提取图像中黑色纸条在长度方向上的像素点个数，纸条的标准长度除 以像素点个数即得到一个像素所代表的宽度，然后再乘以裂缝的宽度像素就能计算出裂缝的实际宽度.如纸 条的长度是100 mm,像素点个数是1000个，那么一个像素所代表的实际宽度£>=100/1000=0.1 mm/pix四.

 

2.2灰度变换

 

在裂缝图像信息中含有大量的色彩信息,这不利于对裂缝图像的计算，因此首先我们把含有丰富色彩内 容的图像转化为由亮度表示的灰度图像.通常我们把灰度划分成256个级别，分别用数字0-255表示,0表 示最暗即黑色,255表示最亮即白色，介于之间就用余下的数字表示.这样每个像素就只剩下1个参数,1幅 图像就可以用1个二维矩阵表示.

 

2.3图像增强

 

图像平滑（Smoothing）主要目的是减少图像噪声.图像噪声来自于多方面，有来自系统外部的干扰（如电 磁波或经电源窜进系统内部的外部噪声），也有来自于系统内部的干扰（如摄像机的热噪声，电器机械运动而 产生的抖动噪声等内部噪声）.实际获得的图像都因受到干扰而含有噪声，减少噪声的方法可以在空间域或 频率域处理，即:在空间域中进行时，基本方法就是求像素的平均值或中值;在频率域中则运用低通滤波技术. 2.4二值图像

 

二值化处理裂缝图像是本设计的核心技术.采用阈值化方法将灰度图像变换为二值图像，由于图像只 有黑和白2种颜色，就可以很好地将裂缝从背景中分离出来，从而提取出裂缝宽度等信息.

 

经过阈值化分割后的图像仍存在着图像噪声,其噪声表现形式很多，常见的为点状和小孔.这些噪声 会严重影响裂缝图像的质量和图像处理的精确度，因此，有必要经过形态学操作来抑制噪声.其中，膨胀和 腐蚀是两种基本的形态学操作，本文采用腐蚀处理来去除这些连接成分RL

 

2.5计算裂缝宽度的方法

 

图像经过上面步骤处理后，接下来就是处理裂缝宽度信息.本文采用的方法是对处理后的纵向图像再 进行裁剪,裁剪出标定物的区域和要测量裂缝的区域，通过对标定物的计算可以算出标定系数，通过MATLAB 的MAX、MIN、MEAN函数可以求得宽度像素总和的最大值、最小值和平均值，最后乘以标定系数，就可以得 到实际图像的最大、最小和平均裂缝宽度，若图像不是纵向可以进行相应的旋转即可.当裂缝较宽,且裂缝 边界清晰时，可以直接用鼠标手动点取边界上两点Li、）,直线丄姦即为裂缝的像素宽度.计算L. （%|,力）、 ・以2，>2）之间的长度可得裂缝的像素宽度W=V 3-国2）2+（丸-?2）2，裂缝实际宽度用裂缝像素宽度乘以标定 系数即可冋.

 

3实例仿真

 

图2~5为设计的裂缝宽度测量的GUI界面，为了验证软件的实用性，通过7副实际的地砖裂缝图片来 验证.黑色纸带为100 mm,用于检测计算相机的标定系数.

 

4结论

 

从以上分析和测试可知，利用MATLAB软件设计的图像宽度测量的GUI界面可以很方便快捷地得到所 需的裂缝宽度数据，并且在二值图像的转换过程中可以根据处理结果的好坏修改阈值,若要得到细小的更加

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

精确的裂缝信息，只需要改变相应的裂缝宽度测量算法即可.因而此软件稍作修改就可以用于工程项目上 如桥梁、房屋墙体、混凝土路面等结构表面裂缝宽度的测量，具有一定的实用价值.