[发明专利]轨道侧故障检测系统及其实现方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及故障检测技术，特别涉及一种轨道侧故障检测系统(TFDS，Track-side Fault Detection System)、图像处理方法、数据发送方法、图像处理装置和控制装置。

背景技术

TFDS是部署在轨道交通系统(如：铁路、地铁等)上的安全系统，也称为列车运行故障动态图像检测系统或者货车动态故障检测系统，是一套集高速数字图像采集、大容量图像数据实时处理、精确定位技术、模式识别技术、智能化、网络化和信息化技术、自动控制技术于一体的智能系统，该系统能利用所拍摄到的列车图像对列车隐蔽和常见故障进行动态检测。

图1为现有技术中TFDS的组成结构示意图。如图1所示，TFDS包括两部分：现场站(Field Station)和中心站(Central Station)，现场站位于轨道旁，其与中心站通过光纤连接。在现场站中，安装有多个高速高分辨率(比如1400×1024)的摄像机(Camera)，这些摄像机用于当列车以高速行驶经过时对列车进行拍照以得到列车的图像数据(比如：列车的照片)，之后，现场站中的计算机对列车的图像数据进行压缩等处理，然后将处理后的图像数据通过光纤传送到远程的中心站。在中心站，这些图像数据被保存下来并可由维护人员人工检查或由机器视觉系统(Machine Vision System)自动检查，以检测列车的故障，比如：通过查看列车的照片，维护人员或机器视觉系统可以判断车轮是否出现破损、列车是否有螺栓脱落、车厢底部承重结构是否出现裂痕等等。

可见，TFDS能够利用所拍摄到的列车的图像数据对列车的故障进行动态检测，以及时发现列车出现的安全问题，进而能够及时有效的对轨道交通系统进行维修，可以有效的提高轨道交通系统的维护效率及质量。

然而，TFDS的有效运行基于实时的图像数据，因此，如何能提高图像数据的处理能力以及效率已成为TFDS技术中的关键问题。

发明内容

本发明实施例提出了一种TFDS、图像处理方法、数据发送方法以及图像处理装置和控制装置，以提高TFDS的图像数据处理能力和效率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了以下技术方案。

本发明实施例提供了一种图像处理装置，所述图像处理装置包括：

第一模块，用于将所述原始图像数据划分为至少一个N×N像素块；其中，N为任意正整数；

第二模块，用于对来自所述第一模块的N×N像素块执行离散余弦变换DCT；

第三模块，用于对所述第二模块输出的经过DCT的N×N像素块进行量化；

第四模块，用于对所述第三模块输出的经过量化的N×N像素块执行锯齿形串行化；及，

第五模块，用于对所述第四模块输出的经过锯齿形串行化的N×N像素块进行块熵编码，以得到目标压缩文件，所述目标压缩文件包括与所述N×N像素块对应的压缩数据块。

本发明实施例还提供了一种控制装置，所述控制装置包括：

数据接收模块，用于接收由摄像机拍摄的图像数据；

图像处理模块，其内置有图形处理器(GPU，Graphic Processing Unit)，用于利用所述GPU对所述数据接收模块接收到的图像数据进行图像处理；及，

数据发送模块，用于将所述图像处理模块处理后的图像数据发送至所述TFDS中的中心站。

本发明实施例还提出了一种TFDS，该TFDS包括：中心站和至少一个位于轨道侧的现场站，所述现场站包括控制装置和至少两个摄像机：

所述摄像机，用于在列车经过时对所述列车进行拍摄，并将拍摄到的图像数据传送至所述控制装置；

所述控制装置，用于利用内置的GPU对来自所述摄像机的图像数据进行图像处理，并将处理后的图像数据通过网络发送至所述中心站；及，

所述中心站，用于根据来自所述现场站的控制装置的图像数据检测所述列车的故障。

本发明实施例还提出了一种轨道侧故障检测系统TFDS中的图像处理方法，所述方法包括：

接收摄像机拍摄到的原始图像数据；

利用图形处理器GPU对所述原始图像数据进行图像处理；及，

将经过图像处理的图像数据通过网络发送至中心站。

本发明实施例还提出了一种轨道侧故障检测系统TFDS中的数据发送方法，所述方法包括：

将原始图像数据划分为至少两个N×N像素块；其中，N为任意正整数；

并行的对所述N×N像素块执行离散余弦变换DCT、量化和锯齿形串行化；