[發(fā)明專利]一種基于NSCT的接觸網(wǎng)圖像增強方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410764912.6
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104392421A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳昌東;劉志剛;江樺;楊欽雲(yún);劉揚;楊駿華
• 申請（專利權(quán)）人: 西華大學(xué)
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于NSCT的接觸網(wǎng)圖像增強方法。

背景技術(shù)

目前，電氣化鐵路正向高速、高密度和重載化方向發(fā)展。接觸網(wǎng)作為鐵路電氣化工程的主構(gòu)架，是沿鐵路線上空架設(shè)的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路。接觸網(wǎng)作為一種露天設(shè)置，沒有備用的戶外供電裝置，經(jīng)常受冰、霜、風(fēng)等惡劣氣象條件的影響，一旦損壞將中斷行車，給鐵路運輸帶來巨大損失。因此，有必要對接觸網(wǎng)工作狀態(tài)進(jìn)行有效檢測，及時發(fā)現(xiàn)故障。常見的接觸網(wǎng)故障檢測方法有接觸式和非接觸式。接觸式檢測方法檢測效率高，但該方法檢測項目單一，需要在檢測車上安裝大量傳感器，需要高低壓隔離轉(zhuǎn)換，需要對部分接觸網(wǎng)進(jìn)行改造，影響接觸網(wǎng)性能，對受電弓和導(dǎo)線也會帶來額外的磨損?；趫D像處理的檢測方法是一種非接觸式檢測方法，通過對采集的接觸網(wǎng)圖像進(jìn)行分析與處理，可以及時、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)的問題。該方法具有智能化程度高，檢測精度高，不影響行車安全，造價低，安裝簡便，實時性等特點。由于受自然環(huán)境等一些因素的影響，采集的某些圖像對比度較低，接觸網(wǎng)線索、螺帽等相關(guān)零部件不夠突出，這不利于對接觸網(wǎng)圖像進(jìn)行分析，從而不利于對接觸網(wǎng)工作狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測。因此，有必要對采集的低對比度接觸網(wǎng)圖像進(jìn)行增強處理。

圖像增強的目的就是突顯邊緣和細(xì)節(jié)信息，同時抑制噪聲，改善圖像的視覺效果。目前，小波變換在圖像增強方面取得一定的效果，但小波變換不能“最優(yōu)”表示含“線”或“面”奇異的高維函數(shù)。Contourlet變換是一種真正的二維圖像表示方法，該變換是一種多分辨的、局域的、多方向的圖像表示方法。該變換將多尺度分析與方向分析分開進(jìn)行，可較好地表達(dá)細(xì)小有方向的輪廓和線段，能很好地用于圖像增強處理。然而，Contourlet變換存在下采樣，其并不存在平移不變性，在處理后的圖像中會產(chǎn)生偽影現(xiàn)象。NSCT(Nonsubsampled?Contourlet?transform，非下采樣Contourlet變換)是Contourlet變換的一種改進(jìn)方式，該變換取消了Contourlet變換中的下采樣環(huán)節(jié)，其具有多尺度，多方向、局域性及平移不變性等特點而適合于圖像增強技術(shù)中。

發(fā)明內(nèi)容

(一)發(fā)明目的

本發(fā)明的目的在于提供一種基于NSCT的接觸網(wǎng)圖像增強方法，該方法能將低對比度圖像進(jìn)行有效增強。同時，NSCT中的不同的濾波器組合對圖像增強效果也有一定的影響，本發(fā)明將通過組合不同的分解濾波器及方向濾波器，找出適合接觸網(wǎng)圖像增強的濾波器組合。

(二)技術(shù)方案

一種基于NSCT的接觸網(wǎng)圖像增強方法，其特征是首先利用NSCT變換對圖像進(jìn)行分解，接著將分解所得高頻系數(shù)進(jìn)行非線性增強，并對增強后系數(shù)與分解所得低頻系數(shù)相結(jié)合進(jìn)行NSCT逆變換，得到增強后圖像；步驟如下：

A、利用安裝在檢測車車頂?shù)腃CD工業(yè)攝像機采集接觸網(wǎng)圖像；

B、對采集的大小為(M，N)接觸網(wǎng)圖像進(jìn)行NSCT分解，分解層數(shù)為3，方向數(shù)分別為4，8，16，得到NSCT變換的高頻子帶系數(shù)y_H(m，n)及低頻子帶系數(shù)y_L(m，n)；

C、利用非線性增強函數(shù)對高頻子帶系數(shù)進(jìn)行處理，再對處理后系數(shù)與原始分解所得低頻子帶系數(shù)相結(jié)合，進(jìn)行NSCT逆變換，得到增強后的圖像；

D、對低頻子帶系數(shù)y_L(m，n)和增強后的高頻子帶系數(shù)y′(m，n)相結(jié)合做NSCT逆變換，NSCT變換及逆變換過程中，選擇不同的濾波器，得到增強后圖像。

進(jìn)一步的，步驟C所述的非線性增強函數(shù)利用公式(1)獲取，

a.非線性增強函數(shù)為：