基于Beamlet变换的多尺度图像分析技术及其在路基脱空无损检测中的应用

摘要

探地雷达路基脱空检测是一种新兴的检测技术，由于其技术稳定、测量误差小，近年来国内外在此领域的研究和应用十分广泛。设备提供了检测的手段，而软件决定了应用的广度和深度。探地雷达配套软件系统的开发和应用对后期数据处理、结果图像分析和最后的脱空位置评定同等重要。本文尝试用Beamlet变换算法对探地雷达监测数据进行分析和处理，以实现对路基脱空位置及影响范围的评定。 首先，本文研究了现今比较流行的几种图像变换算法，比较各自在图像处理领域中的优劣表现，重点研究了Beamlet变换的理论算法，突现了beamlet算法的先进性和优越性。其次，提出应用Beamlet变换实现探地雷达路基检测图像的处理，提高路基脱空判定的准确性及对脱空位置及范围平顶的精度。本文还对该方法的合理性进行了论证。实验过程主要有以下两个步骤：首先，使用探地雷达设备采集路基信息，得到彩色电平图，截取可能出现脱空的部分形成单页彩色图像，再利用探地雷达配套软件系统对截取的图像进行抗干扰，数据转换等预处理。其次，在matlab7.0环境中实现Beamlet算法，并用于经预处理的截图的处理，分析处理结果图，判定“异常”部位是否为脱空，评定脱空的位置及范围等信息。此外，还针对路基检测回波特征，对雷达数据图像进行抗干扰处理，进一步提高脱空评定的准确性。试验结果表明，本文尝试使用的Beamlet变换算法在探地雷达路基脱空检测中具有稳定和可靠性优点，减少了路基安全检测的盲目性和破坏性，体现了无损性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1选题背景

1.2路基病害成因及国内外相关领域研究现状

1.2.1路基病害成因

1.2.2国内外研究及应用现状

1.2.3常用路基脱空检测方法比较分析

1.3论文研究的内容

1.4论文的创新之处

第二章常用图像变换

2.1傅立叶变换

2.1.1傅里叶变换的基本原理

2.1.2傅里叶变换的物理意义

2.1.3傅立叶变换存在的问题

2.2小波变换原理及类型

2.2.1连续小波变换

2.2.2离散小波变换

2.2.4离散序列小波变换与二维小波变换

2.2.5小波变换的近似性研究

2.2.6小波变换的方向选择性研究

2.3多尺度图像分析

2.3.1图像多尺度几何分析

2.3.2常用多尺度图像分析方法研究

2.3.3曲线变换

2.3.4 Beamlet变换简介

2.4本章小结

第三章Beamlet变换在图像多尺度分析中的应用

3.1 Beamlet变换简介

3.1.1 Beamlet变换产生的背景

3.1.2 Beamlet变换产生之前的边缘检测算法

3.2 Beamlet变换基本概念

3.2.1 Beamlet基

3.2.2 Beamlet变换分析

3.2.3 Beamlet金字塔

3.2.4 Beamlet图

3.3 Beamlet算法

3.3.1基于Beamlet变换的无结构算法

3.3.2基于Beamlet变换的树结构算法

3.5本章小结

第四章Beamlet变换在路基无损检测中的应用

4.1探地雷达法及应用现状

4.2探地雷达在路基检测中的应用

4.2.1探地雷达的基本原理

4.2.2探地雷达在路基检测中的应用

4.3 Beamlet变换用于路基检测的实现

4.3.1雷达路基检测流程

4.3.2雷达信号预处理

4.3.3数据转换

4.3.4 Matlab中Beamlet算法实现

4.3.5检测结果及分析

4.4本章小结

第五章总结与展望

5.1本文分析总结

5.2未来研究展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢