Page 98 - 城镇燃气管道检测与评估技术规程

Technical Regulations for Urban Gas Pipeline Detection and Evaluation
城镇燃气管道检测与评估技术规程

就是从图像中提取缺陷的特征信息。高效的特征提取能够保证后续缺陷识别的精
度和鲁棒性，以及降低模型计算复杂度。根据特征的不同形式大致可分为：基于
纹理特征的方法、基于颜色特征的方法以及基于形状特征的方法。

（1）基于纹理特征的方法
纹理特征是用来描述物体的表面结构组织排列属性，可以通过像素及其附近
空间领域的灰度分布来反应。纹理特征具有旋转不变性，且对噪声有较强的抵抗
能力。基于纹理特征的方法可以分为四类：统计法、信号处理法、模型法、结构法。

①统计法。统计法指的是基于像素及其领域的灰度属性，研究纹理特征的统
计特性。常用的统计方法包括直方图特征、灰度共生矩阵（GLCM）和局部二值
模式（LBP）等。Kuang 等人提出了一种基于局部二值模式（LBP）和灰度共生
矩阵（GLCM）的竹条缺陷检测方法，其先是通过阈值分割算法提取出感兴趣区

域，然后结合两种算法来检测感兴趣区域的纹理信息并生成特征矩阵，最后将矩
阵送入 SVM 分类器对竹条缺陷进行分类。
②信号处理法。信号处理法指的是利用某种线性变换、滤波器或者滤波器组
将纹理信息转换到变换域，然后通过特定的规则提取纹理特征。信号处理的经典

算法有 Sobel 算子、Canny 算子、Gabor 算子、Laplacian 算子、小波变换和傅氏
变换等。Zhao 等人提出了一种基于 Gabor 滤波和主成分分析（PCA）相结合的
特征提取方法，该方法使用 Gabor 滤波器提取图像的多个纹理映射作为子样本，
对子样本集应用主成分分析完成特征提取，最后，利用 SVM 分类器对热电制冷

元件的缺陷进行分类。
③模型法。模型法指的是对纹理图像进行建模，将纹理特征提取归结为参数
估计问题，然后采用各种优化方法进行参数估计。典型的模型法有马尔可夫随机
场模型、分形模型和自回归模型等。张辉和李平将模糊集理论和马尔可夫随机场

（MRF）相结合提出了改进的钢轨表面缺陷自动分割算法，目的是将钢轨缺陷和
背景分离，为缺陷检测提供可靠的数据。
④结构法。结构法是建立在纹理基元理论的基础之上的，其目标是确定纹理
基元，提取纹理基元的排列规律。结构分析法的典型算法：句法纹理描述算法、

数学形态学方法等。Jia 等人针对含有重复纹理基元的有图案织物图像，提出了
一种基于网格分割和模板统计的织物自动检测方法，该方法根据纹理基元的位置
规则，将图像分割成无重叠的网格，并结合多种特征提取方法计算网格的特征向

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