一种铁路巡检图像实时高动态范围绘制方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及图像处理技术领域，具体而言，设及一种铁路巡检图像实时高动态范 围绘制方法和装置。
【背景技术】
[0002] 目前还没有电务轨旁设备智能巡检系统在实际电务轨旁设备巡检中使用，本发明 尚属首例在电务轨旁设备智能巡检系统中实现电务轨旁设备实时高动态范围绘制功能。当 前各铁路局的例行电务轨旁设备巡检工作，主要依靠人工上道的方式，由工区相关工作人 员在夜间天窗时间，徒步行走十几公里，使用手电等便携照明设备进行检查，检查的内容W 设备外观等为主。人工上道巡检的方式存在上道安全性低、维护工作量大、人力资源浪费、 天窗时间作业效率低、检查准确性无法保证、受天气影响较大等诸多问题。针对人工上道巡 检的弊端，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种铁路巡检图像实时高动态范围绘制 方法和装置，作为正在研发的电务轨旁设备智能巡检系统的一个组成部分，W提高电务轨 旁设备巡检的作业效率。
[0004] 第一方面，本发明实施例提供了一种铁路巡检图像实时高动态范围绘制方法，包 括：
[0005] 根据设定的图像采集时间触发巡检车上设置的图像采集单元采集电务轨旁设备 的图像;其中，所述图像为灰度图像；
[0006] 将采集的所述电务轨旁设备的图像输入至图像预处理模型，输入的图像逐次经过 所述图像预处理模型中的全局自适应处理、局部自适应处理和直方图截断拉伸处理，输出 亮度均匀且适合人眼观测与浏览的高动态范围绘制的图像；
[0007] 其中，所述全局自适应处理在输入的图像的亮度不满足亮度要求时触发执行，且 采用伽马校正方式对输入的图像进行处理;所述局部自适应处理采用对数编码和自适应改 变局部滤波模板尺度的图像处理方式对输入的图像进行处理;所述直方图截断拉伸处理采 用直方图截断拉伸处理方式对输入的图像进行处理。
[000引结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，根 据设定的图像采集时间触发巡检车上设置的图像采集单元采集电务轨旁设备的图像，包 括：
[0009] 根据所需图像分辨率设置所述巡检车上设置的图像采集单元的触发脉冲数；其 中，所述图像采集单元包括:所述巡检车的车顶处设置的高柱相机W及轨道外侧的拍摄相 机，所述高柱相机为面阵相机，所述轨道外侧的拍摄相机采用线阵相机。
[0010] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所 述全局自适应处理，包括：
[0011] 通过公；!^ 判断所述电务轨旁设备的图像中需要亮
度增强的像素点；； ^^图像增强系数，N表示电务轨旁设备的 图像的像素个数，P表示电务轨旁设备的图像中的某一像素点，〇表示电务轨旁设备的图 像，。（P)表示P点的灰度值，AL表示电务轨旁设备的图像取对数后的均值；
[0012] 通过公式〇/=〇i/Y，对所述电务轨旁设备灰度图像中需要亮度增强的像素点进 行增强，得到全局自适应处理图像;其中，。表示电务轨旁设备灰度图像，(6/表示全局自适 应处理图像。
[0013] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第=种可能的实施方式，其中，所 述局部自适应处理，包括：
[0014] 根据公式
计算所述全局自适应处理图像中各像素点 的抑制灰度溢出参数e(x，y);其中，?/(x，y)表示全局自适应处理图像；
[0015] 对所述全局自适应处理图像进行边缘检测，得到所述全局自适应处理图像的物体 边缘；
[OOW 通过公式巫new(x，y) = log( 0' (X，y))-0(x，y) X log(mask(x，y))，对得到的所述 全局自适应处理图像进行局部自适应处理，得到所述局部自适应处理后中间结果图像;其 中，
[0017]
_jcT" 沿0方向没有高对比度边缘
[0018] 沿妨响有高对比度谊缘
[0019] (x，y)表示进行光晕抑制处理的像素点的坐标值，mask(x，y)某个像素点的光晕抑 制参数，OnewU, y)表示局部自适应处理后中间结果图像，0表示进行光晕抑制处理的滤波 方向，r表示进行光晕抑制处理的滤波范围。
[0020] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所 述直方图截断拉伸处理，包括：
[0021] 对得到的所述局部自适应处理后中间结果图像进行直方图截断拉伸处理，将所述 直方图截断拉伸处理后得到的图像作为所述图像预处理模型的输出图像。
[0022] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所 述方法还包括：
[0023] 对所述输出图像进行区域划分，得到所述输出图像的多个划分区域；
[0024] 获取所述输出图像中各划分区域的最大像素值和最小像素值；
[00巧]通过公式
]得到的各划分区域的最大像素值和最小 像素值，对图像质量衡量参数EME进行计算;其中，EME表示图像质量衡量参数，ki和k2分别表 示各划分区域的长度和宽度；和写分别为输出图像的各划分区域的最大像素值和 最小像素值;W表示划分区域；
[0026] 将得到的所述图像质量衡量参数提示给检测人员。
[0027] 第二方面，本发明实施例提供了一种铁路巡检图像实时高动态范围绘制装置，包 括：
[0028] 采集模块，用于根据设定的图像采集时间触发巡检车上设置的图像采集单元采集 电务轨旁设备的图像;其中，所述图像为灰度图像；
[0029] 预处理模块，用于将采集的所述电务轨旁设备的图像输入至图像预处理模型，输 入的图像逐次经过所述图像预处理模型中的全局自适应处理、局部自适应处理和直方图截 断拉伸处理，输出亮度均匀且适合人眼观测与浏览的高动态范围绘制的图像；
[0030] 其中，所述全局自适应处理在输入的图像的亮度不满足亮度要求时触发执行，且 采用伽马校正方式对输入的图像进行处理;所述局部自适应处理采用对数编码和自适应改 变局部滤波模板尺度的图像处理方式对输入的图像进行处理;所述直方图截断拉伸处理采 用直方图截断拉伸处理方式对输入的图像进行处理。
[0031] 结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所 述采集模块，包括：
[0032] 采集频率设置单元，用于根据所需图像分辨率设置所述巡检车上设置的图像采集 单元的触发脉冲数;其中，所述图像采集单元包括:所述巡检车的车顶处设置的高柱相机W 及轨道外侧的拍摄相机，所述高柱相机为面阵相机，所述轨道外侧的拍摄相机采用线阵相 机。
[0033] 结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所 述预处理模块，包括：
[0034] 判断单元，用于通过么 ，判断所述电务轨旁设备 的图像中需要亮度增强的像素 I示图像增强系数，N表示 电务轨旁设备的图像的像素个数，P表示电务轨旁设备的图像中的某一像素点，〇表示电务 轨旁设备的图像，O (P)表示P点的灰度值，AL表示电务轨旁设备的图像取对数后的均值；
[0035] 全局自适应处理单元，用于通过公式对所述电务轨旁设备灰度图像中 需要亮度增强的像素点进行增强，得到全局自适应处理图像;其中，O表示电务轨旁设备灰 度图像，O /表示全局自适应处理图像。
[0036] 结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第=种可能的实施方式，其中，所 述预处理模块，包括：
[0037] 计算单元，用于根据公式
计算所述全局自适应处理图 像中各像素点的抑制灰度溢出参数e(x，y);其中，?/(x，y)表示全局自适应处理图像；
[0038] 边缘检测单元，用于对所述全局自适应处理图像进行边缘检测，得到所述全局自 适应处理图像的物体边缘；
[0039] 局部自适应处理单元，用于通过公式Oneパx，y) = log(O'(x，y))-0(x，y)Xlog (mask(x，y))，对得到的所述全局自适应处理图像进行局部自适应处理，得到所述局部自适 应处理后中间结果图像;其中，
[0040]
[0041]
[0042] (x，y)表示进行光晕抑制处理的像素点的坐标值，mask(x，y)某个像素点的光晕抑 制参数，?new(X，y)表示局部自适应处理后中间结果图像，0表示进行光晕抑制处理的滤波 方向，r表示进行光晕抑制处理的滤波范围。
[0043] 本发明实施例提供的铁路巡检图像实时高动态范围绘制方法和装置，提出一种新 的基于变尺度Retinex算法(Varying-scale Retinex，VSR)对电务轨旁设备的图像进行图 像增强处理，通过对电务轨旁设备的图像进行全局自适应处理、局部自适应