[发明专利]一种振动条件下快速提取钢轨表面区域的方法

摘要

本发明公开了一种振动条件下快速提取钢轨表面区域的方法，包括以下步骤：S1图像采集以及预处理；S2图像阈值分割；S3提取钢轨表面区域的连通分量：通过设置阈值分割后二值图像的8邻接连通分量的面积与周长阈值，提取包含钢轨表面区域的连通分量；S4、提取钢轨表面边界直线：采用Hough变换提取轨面边缘图像中存在的直线线段，并删除偏转角度较大的线段；S5提取钢轨表面边界参考点；S6轨面边界直线拟合修正；S7根据修正后的偏转角度对图像进行旋转仿射变换。通过与现有几种典型的轨面提取算法对比，本方法的速度、精度及稳定性均具有明显优势，更适用于高速自动化轨面缺陷分割方法中。

主权项

1.一种振动条件下快速提取钢轨表面区域的方法 ，其特征在于，具体包括以下步骤：S1、图像采集以及预处理：通过图像采集装置采集钢轨图像，并通过滤波算法和图像增强算法对采集的图像进行预处理，以增强图像中钢轨边缘的轮廓及轨面缺陷的边缘；S2、图像阈值分割：分析钢轨图像的灰度直方图特征，确定合适的阈值对图像进行二值化；S3、提取钢轨表面区域的连通分量：通过设置阈值分割后二值图像的8邻接连通分量的面积与周长阈值，提取包含钢轨表面区域的连通分量；S4、提取钢轨表面边界直线：采用Hough变换提取轨面边缘图像中存在的直线线段，并删除偏转角度大于5°的线段；S5、提取钢轨表面边界参考点：在步骤S 4中提取的各直线线段上等间距选择参考点，并根据各线段的位置确定上边界参考点集合和下边界参考点集合；S6、轨面边界直线拟合修正：拟合上下边界直线的斜率，得到边界直线的偏转角度，再根据偏转方向和偏转幅度对轨面边界进行修正；S7、图像仿射变换：根据修正后的偏转角度对图像进行旋转变换；上述步骤S 4中，Hough变换是基于点与线的对偶性检测直线，在直角坐标系中直线到坐标原点的垂直距离为，该直线的垂线与轴的夹角为，则该直线方程为：（1），采用Hough变换提取轨面边界直线，具体包括以下步骤：1) 将空间量化，得到二维矩阵 ， 为累加器，初始值为0；2) 对图像边缘上的每一个点，将的所有量化值代入上述直线方程（1）中计算相应的，并将累加器加1，即；3) 将全部处理后，分析，并对进行排序，选择前五个最大值作为轨面边界线段的极坐标参数；4) 由和共同确定图像中的直线段，并将线段断裂部分连接，即为提取的轨面边界直线。