一種基于nsct的接觸網(wǎng)圖像增強方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于NSCT(Nonsubsampled Contourlet transform，非下采樣Contourlet變換)的接觸網(wǎng)圖像增強方法及其濾波器的選擇，包括以下步驟：首先對接觸網(wǎng)圖像進行NSCT變換，得到NSCT變換的高頻及低頻子帶系數(shù)；接著利用非線性增強函數(shù)對高頻子帶系數(shù)進行處理，再對處理后系數(shù)與原始分解所得低頻子帶系數(shù)相結合，進行NSCT逆變換，得到增強后的圖像；NSCT變換及逆變換過程中，選擇不同的濾波器，會對圖像增強效果產生不同的影響。本發(fā)明通過合理選擇濾波器，有效地對接觸網(wǎng)圖像進行了增強，接觸網(wǎng)中的支撐柱、絕緣子、硬橫梁及定位環(huán)等圖像邊緣和紋理等細節(jié)保存完好，圖像增強效果好。
【專利說明】-種基于NSCT的接觸網(wǎng)圖像增強方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理【技術領域】，具體涉及一種基于NSCT的接觸網(wǎng)圖像增強 方法。

【背景技術】
[0002] 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 程的主構架，是沿鐵路線上空架設的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路。接觸網(wǎng)作為 一種露天設置，沒有備用的戶外供電裝置，經(jīng)常受冰、霜、風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，需要高低壓隔離轉換，需 要對部分接觸網(wǎng)進行改造，影響接觸網(wǎng)性能，對受電弓和導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)圖像進行分析與處理， 可以及時、準確地發(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、螺帽等相關零部件不夠突出，這不利于對接觸網(wǎng)圖像進行分 析，從而不利于對接觸網(wǎng)工作狀態(tài)進行準確的檢測。因此，有必要對采集的低對比度接觸網(wǎng) 圖像進行增強處理。
[0003] 圖像增強的目的就是突顯邊緣和細節(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 分開進行，可較好地表達細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生偽影現(xiàn)象。 NSCT (Nonsubsampled Contourlet transform，非下米樣 Contourlet 變換）是 Contourlet 變換的一種改進方式，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中。


【發(fā)明內容】

[0004] (一）發(fā)明目的
[0005] 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。
[0006] (二）技術方案
[0007] -種基于NSCT的接觸網(wǎng)圖像增強方法，其特征是首先利用NSCT變換對圖像進行 分解，接著將分解所得高頻系數(shù)進行非線性增強，并對增強后系數(shù)與分解所得低頻系數(shù)相 結合進行NSCT逆變換，得到增強后圖像；步驟如下：
[0008] A、利用安裝在檢測車車頂?shù)腃⑶工業(yè)攝像機采集接觸網(wǎng)圖像；
[0009] B、對采集的大小為（M，N)接觸網(wǎng)圖像進行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)yjm，n);
[0010] C、利用非線性增強函數(shù)對高頻子帶系數(shù)進行處理，再對處理后系數(shù)與原始分解所 得低頻子帶系數(shù)相結合，進行NSCT逆變換，得到增強后的圖像；
[0011] D、對低頻子帶系數(shù)h(m，n)和增強后的高頻子帶系數(shù)y' (m，n)相結合做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。
[0012] 進一步的，步驟C所述的非線性增強函數(shù)利用公式（1)獲取，
[0013] a.非線性增強函數(shù)為：

【權利要求】
1. 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變換對圖像進行分 解，接著將分解所得高頻系數(shù)進行非線性增強，并對增強后系數(shù)與分解所得低頻系數(shù)相結 合進行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，η)及低頻子帶系數(shù)(m，η); C、 利用非線性增強函數(shù)對高頻子帶系數(shù)進行處理，再對處理后系數(shù)與原始分解所得低 頻子帶系數(shù)相結合，進行NSCT逆變換，得到增強后的圖像； D、 對低頻子帶系數(shù)yjm，η)和增強后的高頻子帶系數(shù)y' (m，η)相結合做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。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于NSCT的接觸網(wǎng)圖像增強方法，其特征在于：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：
式中，|yH(m) Imax為第m行高頻子帶系數(shù)絕對值的最大值，并且滿足I <m<M，l <n < N ； b. 估計噪聲標準差δ，計算閾值
c. 對高頻子帶系數(shù)yH(m，η)利用公式⑵進行處理，得到增強后系數(shù)y' (m，η)為：
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于NSCT的接觸網(wǎng)圖像增強方法，其特征在于：步驟D 所述的選擇不同的濾波器，不同的濾波器組合對圖像增強效果有一定的影響，選擇不同的 濾波器作為NSCT中的非下采樣金字塔分解濾波器及方向濾波器，并將其運用于圖像增強 處理，找出適合接觸網(wǎng)圖像增強的濾波器。
【文檔編號】G06T5/00GK104392421SQ201410764912
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權日:2014年12月12日
【發(fā)明者】吳昌東, 劉志剛, 江樺, 楊欽雲(yún), 劉揚, 楊駿華 申請人:西華大學