[发明专利]一种铁路货车地板破损故障检测方法

权利要求书

1.一种铁路货车地板破损故障检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、采集铁路货车的过车图像，从采集的过车图像中获取感兴趣区域图像；

步骤二、在感兴趣区域图像上设置用于框选地板的候选框，获得候选框图像；

步骤三、提取步骤二获得的候选框图像的对比度能量特征、颜色能量特征和SIFT特征；

所述步骤三中，提取步骤二获得的候选框图像的颜色能量特征，其具体过程为：

步骤C1、将候选框图像由RGB色彩空间转换到HSV色彩空间，再分别计算出H、S、V三个通道的图像熵，将H通道的图像熵表示为ω_H，将S通道的图像熵表示为ω_S，将V通道的图像熵表示为ω_V；

步骤C2、通过如下公式计算H通道的像素值的均值、S通道的像素值的均值以及V通道的像素值的均值：

其中，下标i表示H、S、V三个通道，I_ij表示第i个通道下的第j个像素值的大小，u_i代表第i个通道的像素值的均值，N代表候选框图像中包含的像素的个数；

步骤C3、通过如下公式计算H通道的像素值的方差、S通道的像素值的方差以及V通道的像素值的方差：

其中，σ_i代表第i个通道的像素值的方差；

步骤C4、通过如下公式计算H通道的像素值的偏度、S通道的像素值的偏度以及V通道的像素值的偏度：

其中，S_i代表第i个通道的像素值的偏度，abs表示取绝对值操作；

步骤C5、通过如下公式，根据步骤C2、步骤C3和步骤C4的结果计算候选框图像的颜色能量特征：

步骤四、将步骤三提取出的对比度能量特征、颜色能量特征和SIFT特征进行级联，将级联结果输入训练好的SVM分类网络，训练好的SVM分类网络输出对地板破损故障的检测结果。

2.根据权利要求1所述的一种铁路货车地板破损故障检测方法，其特征在于，所述训练好的SVM分类网络的输出结果为地板发生破损故障时，则上传故障报警。

3.根据权利要求1所述的一种铁路货车地板破损故障检测方法，其特征在于，所述在感兴趣区域图像上设置用于框选地板的候选框时，所采用的方法是选择搜索算法。

4.根据权利要求1所述的一种铁路货车地板破损故障检测方法，其特征在于，所述步骤三中，提取步骤二获得的候选框图像的对比度能量特征，其具体过程为：

步骤B1、将候选框图像转为灰度图像，采用M个尺度、K个方向的Gabor滤波器对灰度图像进行卷积操作，得到灰度图像所对应的M×K张不同尺度、不同方向的特征图，将特征图表示为Aⁿ，n∈{1,2,…,M×K}；

步骤B2、采用CSF滤波器对特征图Aⁿ进行高频滤波，获得滤波后的图像Bⁿ；

步骤B3、计算图像Bⁿ的图像熵wⁿ；

步骤B4、根据图像Bⁿ和图像熵wⁿ计算候选框图像的对比度能量特征。

5.根据权利要求4所述的一种铁路货车地板破损故障检测方法，其特征在于，所述尺度的个数M的取值为4，将尺度利用参数f_s来表示，f_s∈{1.5,2.5,3.5,5}，方向的个数K的取值为5，将方向利用参数θ来表示，θ∈{kπ/5|k＝0,1,…,4}。

6.根据权利要求4所述的一种铁路货车地板破损故障检测方法，其特征在于，所述步骤B4中，采用如下公式计算候选框图像的对比度能量特征：