Tự động phát hiện và tách vết nứt trên tường gạch trát vữa từ ảnh bằng cách kết hợp bộ lọc Sobel và phân ngưỡng Otsu

Nghiên cứu này tập trung vào vấn đề phát hiện các rạn nứt trên các bề mặt tường gạch trát vữa. Nghiên cứu đề xuất một phương pháp tự động để phát hiện vết nứt từ các ảnh chụp dựa trên sự kết hợp của hai thuật toán phát hiện biên và phân đoạn hình ảnh.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tự động phát hiện và tách vết nứt trên tường gạch trát vữa từ ảnh bằng cách kết hợp bộ lọc Sobel và phân ngưỡng Otsu Nghiên cứu - Ứng dụng1 TỰ ĐỘNG PHÁT HIỆN VÀ TÁCH VẾT NỨT TRÊN TƯỜNG GẠCH TRÁT VỮA TỪ ẢNH BẰNG CÁCH KẾT HỢP BỘ LỌC SOBEL VÀ PHÂN NGƯỠNG OTSU PHAN THỊ ANH THƯ, TRỊNH ĐÌNH VŨ Bộ Môn Địa Tin Học, Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Trường Đại học Bách Khoa TP. HCM Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Tóm tắt: Nghiên cứu này tập trung vào vấn đề phát hiện các rạn nứt trên các bề mặt tường gạch trátvữa. Nghiên cứu đề xuất một phương pháp tự động để phát hiện vết nứt từ các ảnh chụp dựatrên sự kết hợp của hai thuật toán phát hiện biên và phân đoạn hình ảnh. Phương pháp bắt đầubằng việc chuyển đổi ảnh màu thành ảnh xám và sau đó áp dụng bộ lọc Sobel để xác định cácvùng có biên độ thay đổi lớn. Kết quả là một ảnh xám với các biên cạnh của vết nứt nổi lên.Sau đó, phương pháp sử dụng thuật toán phân ngưỡng Otsu để tự động xác định ngưỡng phùhợp cho mỗi tấm ảnh giúp tách vết nứt khỏi phần nền một cách hiệu quả. Hình ảnh thực nghiệmghi nhận các vết nứt có kích thước và hình dạng khác nhau. Hình ảnh vết nứt có bề rộng tối đa5 mm, tối thiểu xấp xỉ 1 mm và được chụp bởi điện thoại Iphone 13 với độ phân giải 12MP,khẩu độ f/1.6. Kết quả của nghiên cứu cho thấy rằng phương pháp này phát hiện các vết nứtmột cách hiệu quả và có khả năng nhận diện cả vết nứt lớn và nhỏ. Kết quả của nghiên cứu chothấy phương pháp đề xuất có tiềm năng ứng dụng trong quản lý và sửa chữa để nâng cao tínhthẩm mỹ của bề mặt công trình. Tuy nhiên, độ chính xác của kết quả còn phụ thuộc vào độ phângiải và góc chụp của ảnh. Từ khóa: Bộ lọc Sobel, thuật toán Ostu, tách vết nứt 1. Giới thiệu hiển vi để cải thiện độ phân giải của việc đo Vết nứt trên các bề mặt cấu trúc như lường). Đối với các vị trí nứt đã được xác địnhtường, đường ống và các công trình cầu đường trước, thông thường các thử nghiệm được tiếncó thể gây ra hỏng hóc và rủi ro nghiêm trọng. hành độc lập bằng cách sử dụng các cảm biếnPhương pháp đo nứt đơn giản nhất là phương hoặc thiết bị chuyên dụng để đo biến dạng cơpháp trực quan, trong đó các mẫu nứt được học tại các vị trí rời rạc trên mẫu thử (Su,đánh dấu và chiều rộng của các vết nứt được 2020). Bằng cách sắp xếp các vị trí đo thànhước tính bằng cách so sánh trực quan với độ một lưới, kỹ thuật viên có thể đo được cả nứtrộng của các đường nứt được in trên giấy trượt và biến dạng nén. Tuy nhiên, các kỹ(trong một số trường hợp, có thể sử dụng kính thuật thủ công này dễ bị sai số đo lường và tốn thời gian, điều này có thể ảnh hưởng đến quyNgày nhận bài: 1/11/2023, ngày chuyển phản biện: 5/11/2023, ngày chấp nhận phản biện: 9/11/2023, ngày chấp nhận đăng: 28/11/2023TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐO ĐẠC VÀ BẢN ĐỒ SỐ 58-12/2023 57 Nghiên cứu - Ứng dụngtrình thử nghiệm. Ngoài ra, các phương pháp Có nhiều phương pháp đã được đề xuất đểđo trực tiếp này có nhiều rủi ro liên quan đến lựa chọn giá trị ngưỡng bao gồm các phươngan toàn cho nhân viên, nguy cơ hỏng thiết bị pháp dựa trên hình dạng của biểu đồ tần sốhoặc ghi nhận kết quả sai lầm do sự bất cẩn hoặc phân cụm. Thuật toán ngưỡng có thểcủa người thực hiện phép đo. Do đó, cần có được phân thành hai loại chính là ngưỡng toàncác phương pháp đo lường chính xác trong các cục và ngưỡng cục bộ. Trong ngưỡng toànthử nghiệm có các mẫu nứt phức tạp. Bên cạnh cục, mọi pixel trong hình ảnh được xử lý bởiphương pháp đo lường trực tiếp, các đo lường cùng một giá trị ngưỡng. Trong số các thuậtgián tiếp dựa trên hình ảnh cũng có khả năng toán phân ngưỡng toàn cục, phương pháp củatrích xuất thông tin từ ảnh chụp của bề mặt của Otsu là một trong những phương pháp phổcấu trúc (Minh-Vuong Pham, 2023), (Sachin biến nhất và hiệu quả nhất (Otsu, 1979).Sreedhara, 2022). Thực tế, trích xuất vết nứt Phương pháp này dựa trên việc tối ưu hóa sựtrên ảnh là phương pháp đo lường sử dụng sự biến động giữa các lớp để xác định giá trịbiến đổi độ tương phản của giá độ độ sáng của ngưỡng tối ưu. Tuy nhiên, nó có thể khôngpixel trên ảnh. Vết nứt được theo dõi bằng hoạt động tốt trên các hình ảnh có biểu đồ mứccách theo dõi mối tương quan với các pixel lân xám không tuân theo phân phối Gaussian hoặccận của chúng. có sự biến động lớn giữa đối tượng và nền. Cả hai phương pháp đo lường trực t ...