伴随着公路隧道建设的快速发展,隧道衬砌病害也随之而来。裂缝作为隧道衬砌病害的主要形式,容易与其他区域相互影响并形成恶性循环,从而严重影响隧道的安全运营。基于数字图像处理的裂缝检测技术,克服了传统人工和仪器检测的缺陷和不足,为隧道病害等级的评定以及日常的养护提供了重要的参考依据。然而,对于隧道衬砌结构而言,因为衬砌表面的裂缝和衬砌缝在灰度特征、纹理特征上具有较大的相似性,导致使用已有的公路路面裂缝检测算法提取准确的裂缝像素存在缺陷,因此很难进行单一的裂缝检测。本文深入研究如何去除隧道衬砌表面衬砌缝对裂缝检测造成的干扰,总结目前裂缝检测和衬砌缝去除的国内外现状,对比现有的直线边缘检测技术,提取裂缝和衬砌缝的显著直线段边缘,并对两类直线段边缘进行判定和分类,提出基于直线段平移和延伸的衬砌缝去除流程,完成实际工程图像的快速衬砌缝去除,有效保留真实裂缝,主要研究工作如下:1.通过查阅国内外现阶段直线提取相关文献,在运用现有的裂缝检测算法对隧道衬砌表面进行裂缝粗检测的基础上,本文研究如何对裂缝粗检测结果进行显著直线段提取。通过对不同直线段提取算法在提取的直线段数量、提取耗费时间和提取的局部细节是否完整等多项指标进行量化对比,分析出现差异性提取的核心原因。实验结果表明,LSD算法的提取效果更高效精确,能够提取隧道衬砌表面图像中数量最多、细节更准确的裂缝和衬砌缝直线段边缘。2.在提取显著直线段的基础上,本文分析裂缝和衬砌缝直线段边缘的特征和差异,探究如何对这两类直线段边缘进行判定和分类。本文设计一种基于直线段方向角的k-均分方向角分类模型,修正直线段的方向角,对所有直线段进行方向角分类,并统计各角度子区域内直线段的数量,然后结合直线段长度、直线段方向角和各角度子区域内直线段的数量,对裂缝和衬砌缝直线段边缘进行较精细的分类,以提高后续处理直线段的时效性和精确性。3.通过对裂缝粗检测结果中的直线段进行分类,本文深入研究如何快速去除隧道衬砌表面裂缝图像中的衬砌缝像素,同时准确保留裂缝像素。本文提出一种基于直线段平移和延伸的衬砌缝去除算法,通过制定直线段平移方向判定准则和延伸处理判定准则,结合直线段分类结果,分解衬砌缝整体结构,逐步在小范围内对衬砌缝的直线段边缘进行平移延伸,通过直线段平移延伸将绝大部分衬砌缝像素处理为背景像素。实验结果表明,本文所提出的算法较好地提升了隧道衬砌表面图像裂缝提取的精确率,能够获得较为真实的裂缝。最后,本文总结研究工作,并对后续研究方向进行了展望。