基于数字图像的粗集料颗粒形状检测评价技术主讲人：赵玉肖河北交通职业技术学院

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背景分析1

背景分析粗集料的质量控制是路面质量控制中的重要环节，尤其是颗粒的形状对沥青混合料的路用性能影响非常重要。拌合站集料传送带集料颗粒目前传统的粗集料颗粒形状检测方法为：游标卡尺法和规准仪法。局限性：效率低、主观性强。

背景分析寻求快速、高效、经济、客观、定量的检测手段数字图像处理技术

基于数字图像的粗集料颗粒形状检测评价技术2

基于数字图像的粗集料颗粒形状检测评价技术数字图像处理技术以传送带上堆叠的集料颗粒为研究对象，基于数字图像处理技术，实现对粗集料颗粒形状的快速检测和定量评价。

提取表层集料颗粒轮廓形状图像预处理（原图→灰度图像→直方图均衡化→高通滤波）原图灰度化灰度图像直方图均衡化直方图均衡化后图像滤波高通滤波后图像以传送带上堆叠集料为研究对象进行图像采集得到原图减少图像中计算数据量，以便后续处理计算增强图像对比度，消除光照不均影响04基于数字图像的粗集料颗粒形状检测评价技术

图像二值化及形态学处理二值化二值图像形态学处理形态学处理后图像沥青路面图像阈值分割采用多阈值分割，转化为二值图像对二值图像进行腐蚀膨胀、开闭运算、面积滤波和孔洞填充等形态学处理04高通滤波后图像基于数字图像的粗集料颗粒形状检测评价技术

图像中集料粘连颗粒的分割由形态学处理后图像可以看出部分颗粒粘连在一起，因此，需要对图像进行粘连颗粒分割。基于数字图像的粗集料颗粒形状检测评价技术

图像中集料颗粒的凸壳重建分割后出现集料颗粒轮廓凹陷、破损现象，对后续图像轮廓尺寸参数提取会有很大影响，因此，需对集料颗粒进行轮廓重建，得到最终所需图像。基于数字图像的粗集料颗粒形状检测评价技术

数字图像粗集料颗粒形状的评价指标等效椭圆能够在一定程度上很好代替集料颗粒形状，并通过形状因子F对集料形状进行评价。集料颗粒等效椭圆拟合其中：P——集料颗粒的周长；S——集料颗粒的面积。基于数字图像的粗集料颗粒形状检测评价技术

数字图像粗集料颗粒形状的评价指标将人工测量的长宽尺寸结果与数字图像拟合的椭圆长轴和短轴的结果进行精度分析。平均绝对误差（mm）平均相对误差(%)长度宽度长度宽度4.953.2114.3213.22误差分析：（1）图像拍摄装置固有的精度和相机内部参数等；（2）图像采集过程中受到环境噪声等干扰；（3）采集的堆叠集料表面颗粒呈倾斜状态。基于数字图像的粗集料颗粒形状检测评价技术

数字图像粗集料颗粒分级及各级含量计算为全面评价粗集料颗粒形状，对集料颗粒进行分级。等级集料定义集料长宽比集料形状因子A级方形集料1＜L/B≤21.01＜F≤1.30B级扁长形集料2＜L/B≤2.41.30＜F≤1.42C级针片状集料L/B＞2.4F＞1.42基于数字图像的粗集料颗粒形状检测评价技术

数字图像粗集料颗粒形状的评价指标计算针片状颗粒含量，计算公式如下。式中：Qz——针片状颗粒的含量；nzp——针片状颗粒的个数；nzk——样本颗粒的总个数。各张图中的针片状颗粒个数含量基于数字图像的粗集料颗粒形状检测评价技术

数字图像粗集料颗粒形状的评价指标计算方形颗粒含量，计算公式如下。式中：Qf——方形颗粒的含量；nzf——方形颗粒的个数；nzk——样本颗粒的总个数。各张图中的方形颗粒个数含量基于数字图像的粗集料颗粒形状检测评价技术

数字图像粗集料颗粒形状的评价指标式中：Qb——扁长形颗粒的含量；nzb——扁长形颗粒的个数；nzk——样本颗粒的总个数。各张图中的扁长形颗粒个数含量计算扁长型颗粒含量，计算公式如下。基于数字图像的粗集料颗粒形状检测评价技术

粗集料颗粒形状检测评价系统采用MATLAB和Labview编制系统软件，实现堆叠粗集料颗粒图像的传输、形状因子的计算和形状质量评价。粗集料颗粒形状检测评价系统

粗集料颗粒形状检测评价结果分析人工实际测量与数字图像测量不同集料颗粒含量对比：方形集料含量平均误差为3.17%，扁长形集料含量平均误差为2.03%，针片状集料含量的误差为1.14%，数字图像处理具有较高准确性。实验样本方形集料/%误差/%扁长形集料/%误差/%针片状集料/%误差/%人工测量数字图像人工测量数字图像人工测量数字图像192.4894.802.324.622.891.732.892.310.58288.1091.893.796.494.322.175.413.781.6339