計(jì)算機(jī)視覺(jué)和圖像處理技術(shù)在地鐵中的應(yīng)用

陸嘯峰 蘇州大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

1 計(jì)算機(jī)視覺(jué)和圖像處理技術(shù)

1.1 計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)

計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)可以完成對(duì)圖像，色彩，深度的數(shù)據(jù)的檢測(cè)。除此之外還可以采用超聲波，x射線和紅外線進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí)還采用了PCB視覺(jué)算法檢測(cè)對(duì)象，通過(guò)模板匹配法，樹(shù)法，檢驗(yàn)法，匹配圖方法對(duì)被檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行視覺(jué)檢測(cè)。只檢測(cè)他目標(biāo)的普通特性，不對(duì)比任何參考模式，只要不符合預(yù)先設(shè)定的要求和規(guī)則，那么就是不合格的檢測(cè)。

1.2 圖像處理技術(shù)

計(jì)算機(jī)視覺(jué)處理技術(shù)主要依賴于圖像處理技術(shù)。它主要包括三方面的內(nèi)容，一是通過(guò)處理圖像的對(duì)比度，改善圖像的細(xì)節(jié)部分，提高檢測(cè)視頻圖像質(zhì)量的技術(shù)。通過(guò)利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)對(duì)圖像的灰白度進(jìn)行修改來(lái)增強(qiáng)圖像的效果。二是在傳輸，接收和處理過(guò)程中，因?yàn)楦鞣N干擾因素導(dǎo)致圖像的采集設(shè)備，的錯(cuò)誤，造成圖像變形。比如在光電轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，感光元件的靈敏度不一致，模數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程產(chǎn)生的噪聲，傳輸過(guò)程中的失真，以及其他人為因素等等，都會(huì)使圖像失真，造成圖像變形。圖像處理技術(shù)就包括去除噪聲，還原本來(lái)的圖像的功能。三是圖像處理技術(shù)可以提高圖像的細(xì)節(jié)和輪廓的邊緣。這樣可以得到完整的檢測(cè)物理的邊界，使檢測(cè)目標(biāo)物體從圖像中分離出來(lái)或者將需要檢測(cè)的區(qū)域從這個(gè)物體表面檢測(cè)出來(lái)。圖像處理的本質(zhì)是根據(jù)像素的頻譜特性，顏色灰度值，紋理與空間特性進(jìn)行分類。按照每一部分的紋理和灰度值，都滿足某一種均勻測(cè)量度量進(jìn)行分割。此外，還需要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)編碼和傳輸，邊緣的細(xì)節(jié)的強(qiáng)化，特征的提取，圖像的識(shí)別和處理，將輸出后的圖像的質(zhì)量和效果都有很大的提高，以便于計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行分析和處理。

1.3 移動(dòng)物體的提取跟蹤與識(shí)別分析方法

使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)處理人工智能和對(duì)視頻圖像進(jìn)行分析，能夠從中提取出各種有用的信息，然后根據(jù)我們?cè)O(shè)計(jì)的規(guī)劃對(duì)提取特征信息進(jìn)行分析。如果有提前預(yù)設(shè)好的規(guī)則被破壞，就會(huì)立即產(chǎn)生報(bào)警提示。移動(dòng)目標(biāo)物體的提取就是對(duì)于移動(dòng)中的物體在去除各種外界因素的干擾的情況下，通過(guò)簡(jiǎn)單的噪聲過(guò)濾和區(qū)域整合來(lái)進(jìn)行提取。移動(dòng)目標(biāo)物體的跟蹤是實(shí)現(xiàn)任何一項(xiàng)智能視頻檢測(cè)分析系統(tǒng)所需要的前提。跟蹤的算法有很多種，有的是根據(jù)被檢測(cè)物體的位置顏色進(jìn)行分析，有的是根據(jù)移動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向速度和加速度的狀態(tài)來(lái)推測(cè)下一個(gè)移動(dòng)的位置。移動(dòng)目標(biāo)物體的識(shí)別檢測(cè)經(jīng)過(guò)兩個(gè)過(guò)程，一是計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過(guò)程，另一個(gè)是計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)學(xué)習(xí)后的結(jié)果以及對(duì)于新出現(xiàn)目標(biāo)物體的識(shí)別過(guò)程。才幾點(diǎn)測(cè)，一個(gè)新的目標(biāo)物體，系統(tǒng)將它與已經(jīng)建立好的模型進(jìn)行對(duì)比，從而找出與他最相似的匹配作為他的標(biāo)簽。

2 計(jì)算機(jī)視覺(jué)和圖像處理技術(shù)在地鐵中的應(yīng)用

軌道是地鐵運(yùn)行過(guò)程中十分重要的一部分，它直接決定了地鐵在運(yùn)行過(guò)程中的安全。在地鐵軌道檢測(cè)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)檢測(cè)技術(shù)能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)地鐵軌道中的磨損狀況和配件缺失等情況，以便相關(guān)部門及早的做出維修。這樣能夠帶的降低地鐵事故率，消除了地鐵運(yùn)行過(guò)程中的最大安全隱患。

2.1 軌道損傷檢測(cè)

隨著地鐵列車行車密度的增加，每天有不同的地鐵列車在同一軌道上進(jìn)行行進(jìn)。這種高密度的作業(yè)很容易讓軌道的鋼軌和列車輪接觸的地方由于撞擊而產(chǎn)生磨損，從而使其壽命縮短。對(duì)地鐵鋼軌軌道使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)能夠在不影響車鎖和高密度的作業(yè)的情況下，不損傷鋼軌能夠提高地鐵工作人員的人身安全，同時(shí)能夠準(zhǔn)確的向維修技術(shù)部門提供鋼軌損傷的信息。

2.2 地鐵接觸網(wǎng)檢測(cè)中的應(yīng)用研究

接觸網(wǎng)是地鐵運(yùn)行過(guò)程中的重要設(shè)施，它的技術(shù)參數(shù)是否滿足要求直接影響到那一天的安全運(yùn)行，接觸網(wǎng)導(dǎo)線磨耗，使得接觸網(wǎng)的導(dǎo)線變細(xì)，就會(huì)在接觸的過(guò)程中導(dǎo)致流量下降，接觸網(wǎng)拉出的值，如果超過(guò)規(guī)定的數(shù)值，就會(huì)造成刮弓。這些問(wèn)題都會(huì)給地鐵運(yùn)行造成很大的安全隱患，影響其正常運(yùn)行。

3 結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算機(jī)視覺(jué)和圖像處理技術(shù)在地鐵中的應(yīng)用十分廣泛。在目前的地鐵軌道和扣件的檢測(cè)中，應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)和圖像處理技術(shù)能夠提高工作效率，而且還能節(jié)省人力，相對(duì)于以往的軌道檢測(cè)較為安全，其檢測(cè)的準(zhǔn)確性也相當(dāng)高。