肖洁 卢凯霞 黄丽

关键词：波磨损伤检测，纹理滤波，钢轨缺陷，高速铁路。

1.概述

在车载图像采集系统采集到的高分辨率轨道图像中，钢轨波磨损伤是一种周期性的、波浪形的变形现象，出现在钢轨纵向表面上，并在轨道上出现轨头表面缺陷[1]。钢轨波磨损伤通常按波长分为短波波磨损伤和长波波磨损伤。短波波磨损伤通常发生在轻运铁路上，其典型波长为30～80mm，振幅为0.1～0.5mm。经过一定时期的发展，波峰亮谷暗。长波波磨损伤通常发生在重载铁路，其典型波长为100～1500mm，振幅一般小于2mm，具有明显的变形。因此，钢轨波磨损伤区具有良好的纹理信息。

波磨损伤的检查传统上是用一种特殊的卡尺手工取样测量。显然，这种方法是主观的和低效的。目前，机器视觉系统在铁路公司的缺陷检测和状态监测中发挥着重要作用[2-4]。研究学者提出并采用了各种波磨损伤检测的自动化方法。有学者从钢轨图像中提取Gabor纹理特征，并应用K-最近邻（KNN）方法识别波磨损伤。有的学者利用不同频率和方向的Gabor滤波器组对钢轨纹理进行分析，根据缺陷的大小识别出缺陷。本文提出了一种结合先验信息和视觉特征的波磨损伤检测新方法。

2.模型

钢轨波磨损伤的检测方法分为三个步骤。首先，在摄像机拍摄的图像中对轨道进行定位。其次，利用Log-Gabor滤波器对分割后的钢轨图像进行缺陷特征检测。最后，利用该模型判断图像中是否存在钢轨波磨损伤缺陷。

经过对大量轨道图像的分……