[发明专利]动车组TEDS系统图像特征字典生成方法

权利要求书

1.一种动车组TEDS系统图像特征字典生成方法，该方法的输入是高铁检测图像数据集和给定字符数D，输出是对应给定字符数D的字典，所述方法包括：

第1步、构建图像序列

对于输入的包含A幅图像的数据集，设定比例系数K₁1，利用数据集中图像^jI₁构造由M幅图像构成的图像序列，图像序列中所有图像的长宽比与图像^jI₁相同，L_i+1/L_i＝K₁，i＝1,2,…,M-1，其中L_i表示序列中第i幅图像^jI_i的长边长度，对数据集中j＝1,2,…A的所有图像进行上述操作，得到A×M幅图像；

第2步、构造标量值函数

构造标量值函数S(I,u,v)，其中I为输入图像，(u,v)为图像坐标；函数的主要功能是构建一个与输入图像尺寸相同的标量场，提取输入图像中各个坐标点的灰度值并存于标量场中；对于第1步得到的所有A×M幅图像中的每一幅图像，遍历计算每个像素的函数值，得到与输入图像尺寸相同的标量场；

第3步、检测奇点

对于每幅标量场图，逐个判断每个像素，如果一个像素在以本身为中心的T×T邻域内具有最大值，则认为该像素为奇点，记所有A×M幅图像中检测到的全部奇点的数量为N，给每个奇点一个编号q，第q个奇点表示为P_q，q＝1,2,…,N；

第4步、对奇点提取特征

对于奇点P_q，利用G种不同的特征提取算子提取特征；特征提取算子根据工程问题的情况灵活设计，但在逻辑层面上，该步骤中的算子包含作用域和编码规则两个部分；其中作用域是以奇点P_q为参照的，大小为m_k×n_k的图像区域Ω_kq，编码规则r_k是一个以作用域内像素为输入的向量值函数，k＝1,2,…,G；利用第k个特征提取算子处理第q个奇点的过程写成如下函数形式：

R_kq＝r_k(Ω_kq))

其中R_kq是一个D_k维的向量；如果在图像上，算子的作用域超出了图像边界，则认为该算子无效，将输出向量规定为D_k维0向量；

第5步、统计向量个数

在下标k＝1的所有向量中随机选取一个非零向量R_1q，如果与该向量欧式距离小于给定阈值T_k的非零向量个数小于阈值T_E，则认为该向量无效，重新随机选取非零向量；否则，计算包括向量R_1q本身在内所有欧式距离小于给定阈值T_k向量的均值向量；

第6步、计算均值向量

计算所有与欧式距离小于给定阈值T_k的非零向量的均值向量，并用新的均值向量更新不断重复该过程，直到更新前后的值不再改变为止；

第7步、有效字符挖掘

确定半径d₁，使得在以为球心，d₁为半径的D_k维球体中，指标取得最大值，C为球体内非零向量的个数；如果球体内非零向量的个数超过阈值T_s，认为挖掘出第一个有效字符w₁，按照如下格式记录该球体的球心、半径以及特征提取算子的句柄作为字符w₁的信息：并将该字符保存于特征字典中；

第8步、记录字符w₁的球体内所有非零向量的左上标，对于k＝1,2,…,G，将所有相应左上标的向量置为零向量；

第9步、重复第5步至第8步，直到没有新的有效字符产生；

第10步、将k的值加1，重复第5步至第9步，直到没有新的有效字符产生；

第11步、重复第10步，直到k＝G，输出特征字符字典D，D＝[w₁...w_k...w_G]，1≦k≦G，