一種鐵路巡檢圖像實時高動態(tài)范圍繪制方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，設(shè)及一種鐵路巡檢圖像實時高動態(tài)范 圍繪制方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前還沒有電務(wù)軌旁設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)在實際電務(wù)軌旁設(shè)備巡檢中使用，本發(fā)明 尚屬首例在電務(wù)軌旁設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)中實現(xiàn)電務(wù)軌旁設(shè)備實時高動態(tài)范圍繪制功能。當 前各鐵路局的例行電務(wù)軌旁設(shè)備巡檢工作，主要依靠人工上道的方式，由工區(qū)相關(guān)工作人 員在夜間天窗時間，徒步行走十幾公里，使用手電等便攜照明設(shè)備進行檢查，檢查的內(nèi)容W 設(shè)備外觀等為主。人工上道巡檢的方式存在上道安全性低、維護工作量大、人力資源浪費、 天窗時間作業(yè)效率低、檢查準確性無法保證、受天氣影響較大等諸多問題。針對人工上道巡 檢的弊端，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明實施例的目的在于提供一種鐵路巡檢圖像實時高動態(tài)范圍繪制 方法和裝置，作為正在研發(fā)的電務(wù)軌旁設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)的一個組成部分，W提高電務(wù)軌 旁設(shè)備巡檢的作業(yè)效率。
[0004] 第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種鐵路巡檢圖像實時高動態(tài)范圍繪制方法，包 括：
[0005] 根據(jù)設(shè)定的圖像采集時間觸發(fā)巡檢車上設(shè)置的圖像采集單元采集電務(wù)軌旁設(shè)備 的圖像;其中，所述圖像為灰度圖像；
[0006] 將采集的所述電務(wù)軌旁設(shè)備的圖像輸入至圖像預(yù)處理模型，輸入的圖像逐次經(jīng)過 所述圖像預(yù)處理模型中的全局自適應(yīng)處理、局部自適應(yīng)處理和直方圖截斷拉伸處理，輸出 亮度均勻且適合人眼觀測與瀏覽的高動態(tài)范圍繪制的圖像；
[0007] 其中，所述全局自適應(yīng)處理在輸入的圖像的亮度不滿足亮度要求時觸發(fā)執(zhí)行，且 采用伽馬校正方式對輸入的圖像進行處理;所述局部自適應(yīng)處理采用對數(shù)編碼和自適應(yīng)改 變局部濾波模板尺度的圖像處理方式對輸入的圖像進行處理;所述直方圖截斷拉伸處理采 用直方圖截斷拉伸處理方式對輸入的圖像進行處理。
[000引結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，根 據(jù)設(shè)定的圖像采集時間觸發(fā)巡檢車上設(shè)置的圖像采集單元采集電務(wù)軌旁設(shè)備的圖像，包 括：
[0009] 根據(jù)所需圖像分辨率設(shè)置所述巡檢車上設(shè)置的圖像采集單元的觸發(fā)脈沖數(shù)；其 中，所述圖像采集單元包括:所述巡檢車的車頂處設(shè)置的高柱相機W及軌道外側(cè)的拍攝相 機，所述高柱相機為面陣相機，所述軌道外側(cè)的拍攝相機采用線陣相機。
[0010] 結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所 述全局自適應(yīng)處理，包括：
[0011] 通過公；!^ 判斷所述電務(wù)軌旁設(shè)備的圖像中需要亮
度增強的像素點；； ^^圖像增強系數(shù)，N表示電務(wù)軌旁設(shè)備的 圖像的像素個數(shù)，P表示電務(wù)軌旁設(shè)備的圖像中的某一像素點，〇表示電務(wù)軌旁設(shè)備的圖 像，。（P)表示P點的灰度值，AL表示電務(wù)軌旁設(shè)備的圖像取對數(shù)后的均值；
[0012] 通過公式〇/=〇i/Y，對所述電務(wù)軌旁設(shè)備灰度圖像中需要亮度增強的像素點進 行增強，得到全局自適應(yīng)處理圖像;其中，。表示電務(wù)軌旁設(shè)備灰度圖像，(6/表示全局自適 應(yīng)處理圖像。
[0013] 結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第=種可能的實施方式，其中，所 述局部自適應(yīng)處理，包括：
[0014] 根據(jù)公式
計算所述全局自適應(yīng)處理圖像中各像素點 的抑制灰度溢出參數(shù)e(x，y);其中，?/(x，y)表示全局自適應(yīng)處理圖像；
[0015] 對所述全局自適應(yīng)處理圖像進行邊緣檢測，得到所述全局自適應(yīng)處理圖像的物體 邊緣；
[OOW 通過公式巫new(x，y) = log( 0' (X，y))-0(x，y) X log(mask(x，y))，對得到的所述 全局自適應(yīng)處理圖像進行局部自適應(yīng)處理，得到所述局部自適應(yīng)處理后中間結(jié)果圖像;其 中，
[0017]
_jcT" 沿0方向沒有高對比度邊緣
[0018] 沿妨響有高對比度誼緣
[0019] (x，y)表示進行光暈抑制處理的像素點的坐標值，mask(x，y)某個像素點的光暈抑 制參數(shù)，OnewU, y)表示局部自適應(yīng)處理后中間結(jié)果圖像，0表示進行光暈抑制處理的濾波 方向，r表示進行光暈抑制處理的濾波范圍。
[0020] 結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，所 述直方圖截斷拉伸處理，包括：
[0021] 對得到的所述局部自適應(yīng)處理后中間結(jié)果圖像進行直方圖截斷拉伸處理，將所述 直方圖截斷拉伸處理后得到的圖像作為所述圖像預(yù)處理模型的輸出圖像。
[0022] 結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，所 述方法還包括：
[0023] 對所述輸出圖像進行區(qū)域劃分，得到所述輸出圖像的多個劃分區(qū)域；
[0024] 獲取所述輸出圖像中各劃分區(qū)域的最大像素值和最小像素值；
[00巧]通過公式
]得到的各劃分區(qū)域的最大像素值和最小 像素值，對圖像質(zhì)量衡量參數(shù)EME進行計算;其中，EME表示圖像質(zhì)量衡量參數(shù)，ki和k2分別表 示各劃分區(qū)域的長度和寬度；和寫分別為輸出圖像的各劃分區(qū)域的最大像素值和 最小像素值;W表示劃分區(qū)域；
[0026] 將得到的所述圖像質(zhì)量衡量參數(shù)提示給檢測人員。
[0027] 第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種鐵路巡檢圖像實時高動態(tài)范圍繪制裝置，包 括：
[0028] 采集模塊，用于根據(jù)設(shè)定的圖像采集時間觸發(fā)巡檢車上設(shè)置的圖像采集單元采集 電務(wù)軌旁設(shè)備的圖像;其中，所述圖像為灰度圖像；
[0029] 預(yù)處理模塊，用于將采集的所述電務(wù)軌旁設(shè)備的圖像輸入至圖像預(yù)處理模型，輸 入的圖像逐次經(jīng)過所述圖像預(yù)處理模型中的全局自適應(yīng)處理、局部自適應(yīng)處理和直方圖截 斷拉伸處理，輸出亮度均勻且適合人眼觀測與瀏覽的高動態(tài)范圍繪制的圖像；
[0030] 其中，所述全局自適應(yīng)處理在輸入的圖像的亮度不滿足亮度要求時觸發(fā)執(zhí)行，且 采用伽馬校正方式對輸入的圖像進行處理;所述局部自適應(yīng)處理采用對數(shù)編碼和自適應(yīng)改 變局部濾波模板尺度的圖像處理方式對輸入的圖像進行處理;所述直方圖截斷拉伸處理采 用直方圖截斷拉伸處理方式對輸入的圖像進行處理。
[0031] 結(jié)合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，所 述采集模塊，包括：
[0032] 采集頻率設(shè)置單元，用于根據(jù)所需圖像分辨率設(shè)置所述巡檢車上設(shè)置的圖像采集 單元的觸發(fā)脈沖數(shù);其中，所述圖像采集單元包括:所述巡檢車的車頂處設(shè)置的高柱相機W 及軌道外側(cè)的拍攝相機，所述高柱相機為面陣相機，所述軌道外側(cè)的拍攝相機采用線陣相 機。
[0033] 結(jié)合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第二種可能的實施方式，其中，所 述預(yù)處理模塊，包括：
[0034] 判斷單元，用于通過么 ，判斷所述電務(wù)軌旁設(shè)備 的圖像中需要亮度增強的像素 I示圖像增強系數(shù)，N表示 電務(wù)軌旁設(shè)備的圖像的像素個數(shù)，P表示電務(wù)軌旁設(shè)備的圖像中的某一像素點，〇表示電務(wù) 軌旁設(shè)備的圖像，O (P)表示P點的灰度值，AL表示電務(wù)軌旁設(shè)備的圖像取對數(shù)后的均值；
[0035] 全局自適應(yīng)處理單元，用于通過公式對所述電務(wù)軌旁設(shè)備灰度圖像中 需要亮度增強的像素點進行增強，得到全局自適應(yīng)處理圖像;其中，O表示電務(wù)軌旁設(shè)備灰 度圖像，O /表示全局自適應(yīng)處理圖像。
[0036] 結(jié)合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第=種可能的實施方式，其中，所 述預(yù)處理模塊，包括：
[0037] 計算單元，用于根據(jù)公式
計算所述全局自適應(yīng)處理圖 像中各像素點的抑制灰度溢出參數(shù)e(x，y);其中，?/(x，y)表示全局自適應(yīng)處理圖像；
[0038] 邊緣檢測單元，用于對所述全局自適應(yīng)處理圖像進行邊緣檢測，得到所述全局自 適應(yīng)處理圖像的物體邊緣；
[0039] 局部自適應(yīng)處理單元，用于通過公式Oneパx，y) = log(O'(x，y))-0(x，y)Xlog (mask(x，y))，對得到的所述全局自適應(yīng)處理圖像進行局部自適應(yīng)處理，得到所述局部自適 應(yīng)處理后中間結(jié)果圖像;其中，
[0040]
[0041]
[0042] (x，y)表示進行光暈抑制處理的像素點的坐標值，mask(x，y)某個像素點的光暈抑 制參數(shù)，?new(X，y)表示局部自適應(yīng)處理后中間結(jié)果圖像，0表示進行光暈抑制處理的濾波 方向，r表示進行光暈抑制處理的濾波范圍。
[0043] 本發(fā)明實施例提供的鐵路巡檢圖像實時高動態(tài)范圍繪制方法和裝置，提出一種新 的基于變尺度Retinex算法(Varying-scale Retinex，VSR)對電務(wù)軌旁設(shè)備的圖像進行圖 像增強處理，通過對電務(wù)軌旁設(shè)備的圖像進行全局自適應(yīng)處理、局部自適應(yīng)