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研究生: 李奕霆
Yih-Tyng Li
論文名稱: 鋼橋鏽蝕區域之數位影像辨識
Study of bridge coating defect via digital image recognition
指導教授: 廖國偉
Kuo-Wei Liao
口試委員: 邱建國
Chien-Kuo Chiu
楊亦東
I-Tung Yang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 100
中文關鍵詞: 數位影像辨識鏽蝕鋼橋
外文關鍵詞: digital image recognition, rust
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  • 臺灣位於西太平洋上,四面環海,處於熱帶季風與副熱帶季風氣候中,這樣的環境中使得臺灣成為鋼鐵鏽蝕的溫床。鏽蝕會使得鋼橋強度逐漸下降,而臺灣又常受到颱風與地震災害,橋梁的維護逐漸受到重視。而目前臺灣所使用之檢測法為「目視法」,檢測結果受檢測者的經驗影響過大。故本文擬藉由數位影像識別發展一套自動化、系統化的檢測程序。
    本研究首先收集100張鏽蝕影像並利用HSI之H圖層與影像在灰階下之COV將數位影像區分為三類,並利用傳統的K-means法(在H圖層)與自行開發之雙園心半徑法(在RGB與HIS色彩空間下)對上述三類影像進行鏽蝕區域的識別;其中,並利用LS-SVM提升影像分類的準確度與雙半徑法中半徑的預測,雖然本文所提的演算法在影像分類上仍有改善的空間,但其對於具有陰影、流鏽與不均勻光源影像的識別均優於先前的演算法(AEA),有助於實務上鋼橋鏽蝕區域面積的識別。


    Because Taiwan is surrounded by the sea, the humidity level in most regions is notably high, and steel structures are easily invaded by sea breeze. Steel corrosion will decrease a structure’s strength. Moreover, probability of having a natural disaster such as typhoons and earthquakes is not low in Taiwan. As a result, a good maintenance plan for steel structures is expected. The most common method of detecting a defect in steel bridge in Taiwan is an eye-examination. Such method greatly depends on the experience of the detector, resulting in a subjective approach. Therefore, this article aims to develop an objective approach in which the technique of digital image analysis is adopted. First, we collected 100 images of rust, and then use ranges of H layers and cov of grayscale of images to further divide images into three groups. Three corresponding techniques are developed to identify the corroded area for each group and they are: the traditional K-means method in the H layer, double centers-radiuses algorithm in RGB color space and in HSI color space. The LS-SVM is used here to predict the radius in the double centers-radiuses approach. In addition, the LS-SVM is also adopted here to categorize images into three groups. Although the algorithm developed in this article still have a room to improve, its performance in identifying corroded area is better than some existing algorithms such as AEA, especially, for an image of having a shadow area or an uneven light streaming.

    第一章 緒論 1.1 研究背景與動機 1.2 研究方法 1.3 論文架構 第二章 文獻回顧 2.1 色彩空間 2.2 K-means分群演算法 2.3 Support Vector Machine(支持向量機) 2.4 Edge detection邊緣檢測 2.5 Adaptive Ellipse Approach 第三章 研究方法 3.1 自動化的影像分類 3.2 HSI色彩空間下之K-means分群演算法 3.3 雙圓心半徑法(2C2R) 3.4 鏽蝕偵測中心 3.5 決定鏽蝕半徑與流鏽處理 第四章 範例說明 4.1 影像分類結果 4.2 LS-SVM找尋鏽蝕半徑 4.3 影像處理結果 4.4 目視半徑與LS-SVM之比較 4.5 本文演算法與Adaptive Ellipse approach(AEA)之比較 第五章 結論與建議 5.1 結論 5.2 建議 附錄 參考文獻

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