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原文传递钢轨擦伤检测算法研究

论文题名：	钢轨擦伤检测算法研究
关键词：	计算机视觉;数字图像处理;机器学习;背景建模;钢轨擦伤;检测算法
摘要：	传统的钢轨擦伤检测主要依赖于人工巡道检测，这不仅效率低下成本高，而且基本上每个工人都需要负责几十公里的地段。这样在长距离的重复性工作的情况下漏检的概率就相当大。自动化、智能化的轨道检测技术是铁路工务部门的迫切需求。　　基于计算机视觉的数字图像处理技术的钢轨擦伤检测算法研究不仅解决了由于人工视觉疲劳导致的漏检的情况，而且检测效率大大提高。往往一台计算机能够实现上千公里的检测任务，大大节约了检测成本。本文需要解决的钢轨擦伤主要分为两大类:波磨和疤痕擦伤。　　对于波磨检测，本文基于车载轨道巡检系统采集的轨道图像和波磨的形态学特征，提出了基于局部频域特征分析的波磨图像检测方法。首先，应用基于位置加权的钢轨定位算法提取准确的钢轨区域图像。然后，分析并抽取钢轨图像每一列傅里叶变换的能量特征形成特征向量，并采用训练好的有监督机器学习算法SVM对抽取的特征向量进行分类预测，以判定该列是否为波磨线。最后，根据每一列的检测结果判定连续的波磨区间以判定该钢轨图像是否具有波磨现象。　　对于块擦伤检测，本文主要结合传统视频帧中运动前景检测的背景建模算法。将钢轨图像分割成若干段，将每一段对应于视频中的一帧，整张钢轨相当于一个短小的视频帧序列。本文主要借鉴与ViBe算法的思想但采取不同的特征，同时加入了更加合理的预处理方法。实验表明，基于局部背景建模的钢轨擦伤检测算法的性能高于传统方法，取得了良好的检测效果，同时它还能推广到其他的缺项检测的实际应用中。
作者：	章华燕
专业：	计算机科学与技术
导师：	李清勇
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文