一种仿水下生物视觉的大坝裂缝图像增强算法.pdf

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1、兴电子·激光第25卷第2期2014年2月Journalof0ptoelectronics·LaserVo1．25No．2February2014一种仿水下生物视觉的大坝裂缝图像增强算法范新南，顾丽萍，巫鹏，张卓，张学武，史朋飞(河海大学江苏省输配电装备技术重点实验室，江苏常州213022)摘要：针对水下大坝裂缝图像非均匀亮度、低信噪比(SNR)和低对比度等特点，提出了一种仿水下生物视觉的大坝裂缝图像增强算法。算法借鉴生物视觉亮度调节特性改善裂缝图像的亮度非均匀问题，并在模拟水下生物“鲎鱼”视觉的侧抑制增强机制机理的基础上，引入自适应的非对称窄条引导模型，对裂缝图像中的线性特征进行增强

2、。理论和实验结果表明，本文算法能够在有效抑制噪声的同时，对图像线性特征增强。关键词：大坝裂缝图像；仿生；侧抑制；非对称窄条；自适应中图分类号：TP391．4文献标识码：A文章编号：1005—0086(2014)02—0372—06AclamcrackimageenhancementalgorithmbasedonunderwaterbiologicalvisionFANXin-nan，GULi-ping，WUPeng，ZHANGZhuo，ZHANGXue-wu，SHIPeng-fei(JiangsuKeyLaboratoryofPowerTransmission&Distributi

3、onEquipmentTechnology。HohaiUniversity，Chang—zhou213022，China)Abstract：Inviewofthecharacteristicssuchasnon-uniformbrightness，lowsignaltonoiseratioaswellasthelowcontrastOftheunderwaterdamcrackimage，thispaperbringsupanoveldamcrackimageen—hancementalgorithm，whichadoptsthesimulationofunderwaterbiolo

4、gicalvision．、7Vthreferencetothebrightnessadjustmentcharacteristicsofthebiologicalvision，thisalgorithmalsoimprovesthenon-uni—formbrightness0funderwaterdamcrackimage．Furthermore。inordertoimprovethelowsigna1一to-noiseratioandsolvetheproblemoflOWcontrastofdamcrackimage，onthebasisof1ateralinhibitione

5、n—hancementmechanismofthe”horseshoecrabfish”，weintroducetheadaptiveasymmetricnarrowstripguidancemodels，whichcanhelptoenhancethelinearcharacteristicsofthecrackimage．Thetheoretica1andtheexperimentalresultsgotfromthispapershowthattheproposedalgorithmcansignificantlyelim-inatethenoisesoftheunderwat

6、erimage，andalsobetterimprovethedefinitionoftheimagefromthephysicalstandpoint．Andatthesametime，bystrengtheningtheedgesofcrackimageandenhancingthesubtlelinerstructuresofinterestinthecrackimage，thisalgorithmimprovesthecontrastoftheinterest—ingareas，whichisofgreatsignificanceforthesubsequentcrackfe

7、atureextractior~Keywords：damcrackimage；bionic；lateralinhibition；asymmetricalnarrowstick；adaptive物和水体的流动的影响，水下大坝裂缝图像具有1引言非均匀亮度、低信噪比(SNR)和低对比度等特点，大坝是水电工程主要设施之一lll。大坝结构使得裂缝特征提取变得极为困难，必须首先对其中，混凝土裂缝对大坝结构的耐久性有重要的影进行图像增强，增加图像的对比度，突出感兴趣的响