[发明专利]基于灰度突变的扣件区域定位方法

摘要

本发明公开了一种基于灰度突变的扣件区域定位方法，包括(1)图像预处理：采集不同时段的轨道图像，构造二维伽马函数，轨道图像进行伽马校正后进行边缘提取得到边缘图像；边缘图像通过小波变换分解后进行重构，重构后的图像进行边缘提取；(2)扣件区域定位：钢轨图像进行灰度突变统计，得到灰度突变点标记图和统计图，然后修正统计图；根据统计图谷底区域定位流程图计算统计图的谷底区域，根据图像上的位置关系找出扣件区域；(3)计算总体定位准确率。本发明通过对图像预处理过程中的伽马变换、小波变换，对于灰度统计图中行和列的极小值进行了拉伸，双轨扣件定位精确度高，能快速、有效定位出扣件区域，具有较强鲁棒性和实用性。

主权项

1.一种基于灰度突变的扣件区域定位方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)图像预处理：a.二维伽马变换：采集不同时段的轨道图像，构造二维伽马函数，其表达式如下：式中，O(i，j)为像素点变换后的灰度值；f(i，j)为变换前像素点的灰度值；γ为用于亮度增强的指数值；avg为图像平均灰度值；对所采集的轨道图像进行伽马校正，得到校正图像，对校正图像进行边缘提取，得到边缘图像；b.小波变换：先将所述边缘图像通过小波变换分解为低频部分和高频部分，然后对图像低频部分和高频部分进行重构，在重构过程中增大图像高频子带的权重，对重构后的图像进行边缘提取，得到边缘图像；(2)扣件区域定位：对步骤(1)b得到的边缘图像进行灰度突变统计，具体如下，将相邻像素点间灰度突变标记数记位n_q：dif＝|f(i,j)‑f(i,j+1)|  (2)式中f(i,j)为(i，j)处灰度值，T为阈值；当计算水平方向灰度突变时，取h＝0，v＝1，计算垂直方向灰度突变时，取h＝1，v＝0；图像中第k行和第k列灰度突变统计值分别可由式(4)和式(5)得到：式中I为图像行数，J为图像列数，k为常数，表示第k行或第k列，则图像水平方向和垂直方向灰度突变点数分别为：进而得到灰度突变点标记图和统计图，然后修正统计图；根据统计图谷底区域定位流程图计算统计图的谷底区域，通过记录流程图中的start和end值即可完成对轨面区域和轨枕区域的定位，最后根据图像上的位置关系找出扣件区域；(3)计算总体定位准确率：所述步骤(2)中的灰度突变点标记图的行方向与列方向定位准确度分别可由式(8)、(9)求得：其中，Lc_Hrf为水平方向左边线实际值，Lc_Hmf为水平方向左边线定位值，Lc_Hrs为水平方向右边线实际值，Lc_Hms为水平方向左边线定位值，n_H为图像行数；其中，Lc_Vrf为竖直方向上边线实际值，Lc_Vmf为竖直方向上边线定位值，Lc_Vrs为竖直方向下边线实际值，Lc_Vms为竖直方向下边线定位值，n_V为图像列数；得到总体定位准确率为：Ac_T＝Ac_V×Ac_H  (10)。