钢轨表面缺陷检测方法、装置、设备及存储介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112767326A(43)申请公布日2021.05.07(21)申请号202110015496.X(22)申请日2021.01.07(71)申请人湖南大学地址410082湖南省长沙市岳麓区麓山南路2号(72)发明人刘宏立倪雪峰马子骥刘建伟石博(74)专利代理机构长沙瀚顿知识产权代理事务所(普通合伙)43223代理人吴亮朱敏(51)Int.Cl.G06T7/00(2017.01)G06K9/34(2006.01)G06K9/40(2006.01)G06K9/46(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图3页(54)发明名称钢轨表面缺陷检测方法、装置、设备及存储介质(57)摘要本发明公开了一种钢轨表面缺陷检测方法、装置、设备及存储介质。其中，该方法包括：获取图像传感器采集轨道的钢轨图像；基于边缘检测，得到所述钢轨图像对应的缺陷边缘图像；对所述缺陷边缘图像进行边缘生长处理，得到处理后的缺陷边缘轮廓；对所述缺陷边缘轮廓基于轮廓填充，确定钢轨表面缺陷的区域。由于对缺陷边缘图像进行边缘生长处理，使得检测出的具有不清晰轮廓的缺陷所导致的断裂边缘进行连接，恢复了缺陷轮廓检测的完整度，并基于缺陷边缘轮廓基于轮廓填充，可以增强钢轨表面缺陷检测对复杂环境的适应性，利于提升轨道上钢轨表面缺陷检测的可靠性。CN112767326ACN112767326A权利要求书1/2页1.一种钢轨表面缺陷检测方法，其特征在于，包括：获取图像传感器采集轨道的钢轨图像；基于边缘检测，得到所述钢轨图像对应的缺陷边缘图像；对所述缺陷边缘图像进行边缘生长处理，得到处理后的缺陷边缘轮廓；对所述缺陷边缘轮廓基于轮廓填充，确定钢轨表面缺陷的区域。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于边缘检测，得到所述钢轨图像对应的缺陷边缘图像，包括：基于高斯滤波器对所述钢轨图像进行去噪；计算去噪后的图像的梯度和方向；应用非极大值抑制，细化图像的边缘特征；应用双阈值检测来确定图像的缺陷边缘，得到缺陷边缘图像。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述应用双阈值检测来确定图像的缺陷边缘，包括：将所述钢轨图像划分为轮轨接触区和沿位于所述轮轨接触区两侧的锈迹区；对所述轮轨接触区设置第一高阈值和第一低阈值，对所述锈迹区设置第二高阈值和第二低阈值；其中，所述第一高阈值小于所述第二高阈值，所述第一低阈值小于所述第二低阈值；所述第一低阈值为所述第一高阈值的二分之一，所述第二低阈值为所述第二高阈值的二分之一。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述缺陷边缘图像进行边缘生长处理，得到处理后的缺陷边缘轮廓，包括：滤除所述缺陷边缘图像中的闭合曲线，得到非闭合曲线图像；提取所述非闭合曲线图像中的端点；确定所述端点的设定邻域内存在前景点，则对所述端点与所述前景点之间的点进行边缘生长；对所述边缘生成后的缺陷边缘图像滤除闭合曲线，得到更新的非闭合曲线图像；判断所述更新的非闭合曲线图像中的非闭合曲线的数目相较于历史的非闭合曲线图像中的非闭合曲线的数目是否变化，若是，则继续进行边缘生长；若否，则停止边缘生长，得到缺陷边缘轮廓。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述缺陷边缘轮廓基于轮廓填充，确定钢轨表面缺陷的区域，包括：将所述钢轨图像沿轨道的纵向划分为多个区域，并对各所述区域建立背景模型；基于所述钢轨图像与各区域的所述背景模型，求取各区域的背景差分值；对各区域的背景差分值基于设定分割阈值进行图像分割，得到背景差分图像；将所述背景差分图像中和所述缺陷边缘轮廓相应位置不存在交集的连通区域滤除，再将经滤波后的背景差分图像和缺陷边缘轮廓相结合，得到背景差分填充图像；基于泛洪填充的方法对所述背景差分填充图像中剩余的没有被填充完整的缺陷边缘轮廓进行填充，得到钢轨表面缺陷的区域。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于泛洪填充的方法对所述背景差分2CN112767326A权利要求书2/2页填充图像中剩余的没有被填充完整的缺陷边缘轮廓进行填充之后，所述方法还包括：将填充后的图像中连通区域的像素数目小于设定值的连通区域进行滤除，得到钢轨表面缺陷的区域。7.一种钢轨表面缺陷检测装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取图像传感器采集轨道的钢轨图像；边缘检测模块，用于基于边缘检测，得到所述钢轨图像对应的缺陷边缘图像；边缘生长模块，用于对所述缺陷边缘图像进行边缘生长处理，得到处理后的缺陷边缘轮廓；轮廓填充模块，用于对所述缺陷边缘轮廓基于轮廓填充，确定钢轨表面缺陷的区域。8.一种钢轨表面缺陷检测设备，其特征在于，包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器，用于运行计算机程序时，执行权利要求