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基于图像处理的铁路轨枕分割方法研究
作者：李志 陈建政
来源：《科技创新与应用》2015年第11期
摘 要：轨枕作为铁路线路重要的基础设施，其工作状态是否正常对铁路线路的安全有着重要的影响。文章提出了一种基于图像处理的铁路轨枕分割方法，包含铁路图像采集、图像预处理、轨枕图像分割提取等部分。在对灰度图像进行Laplacian边缘检测处理后采用区域扫描定位法对轨枕位置进行定位，提取轨枕图像，以期应用到后续状态检测中。 关键词：轨枕图像分割；Laplacian算子；边缘检测；区域扫描
轨枕作为支撑钢轨，保持钢轨位置的重要部件，它的维修保养工作对于轨道交通系统的安全运行具有重要意义。近年来，我国对高速铁路客运专线以及城市轨道交通等轨道交通的投入力度不断加大，轨道交通地位日益提高，其安全问题也逐渐突显出来。
长期以来，我国的铁路道路养护工作一直以人工和静态检测为主，这对养路工人的经验以及责任心有较高的要求，而且很难保证结果的准确性和客观性；随着我国轨道交通事业的蓬勃发展，传统的巡逻检测作业方式己经不能正常地满足铁路运输安全的需求，所以我们亟需有一种快速、准确的铁路养护方法以保证铁路的安全运营，为了适应我国铁路发展的要求和解决铁路道路养护中存在的实际问题，研究运用于铁路道路安全巡检的自动化设备提上了日程。 随着基于计算机视觉的非接触式检测技术的发展，图像处理技术渐渐地被应用到铁路线路的状态检测中来， 法国、美国、德国、日本等国家已长期致力于采用计算机图像技术实现轨道结构部件的视觉检测，我国近年来也开始自主研制装载了铁路视觉检测系统的综合检测车[1]。文章主要研究目的就是为后续的轨枕状态检测提供可靠的、精确度高的轨枕分割图像。 1 图像采集处理系统设计
该系统一般由摄像采集系统和图像处理系统两部分构成。 1.1 摄像采集系统
摄像采集系统主要由高速CCD相机和照明系统构成。摄像系统负责采集轨道存储图像并将图像发送到后端进行处理；照明系统则负责在光照条件差的时候提供均匀、稳定的光照。 1.2 图像处理系统
图像处理系统一般由工控机构成。主要功能有：（1）铁路图像预处理：为了突出图像中的轨枕区域，抑制或消除不必要的信息，我们通常用滤波去噪的方式来提高图像质量。（2）