轨道交通安全视频检测关键技术研究及系统实现.pdf

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1、学校代码：10286分类号：TN929.5密级：公开UDC：621学号：150829轨道交通安全视频检测关键技术研究及系统实现研究生姓名：王永建导师姓名：衡伟教授申请学位类别工程硕士学位授予单位东南大学一级学科名称电子与通信工程论文答辩日期2018年7月3日二级学科名称通信与信息系统学位授予日期2018年月日答辩委员会主席戴成岗评阅人戴成岗张源2018年7月3日硕士学位论文轨道交通安全视频检测关键技术研究及系统实现专业名称：电子与通信工程研究生姓名：王永建导师姓名：衡伟教授RESEARCHONTHEKEYTECHN

2、OLOGIESOFRAILTRANSPORTATIONSAFETYVIDEODETECTIONANDSYSTEMREALIZATIONAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYWANGYongjianSupervisedbyProf.HENGWeiNationalMobileCommunicationsResearchLabSchoolofInformationScienceandEngineeri

3、ngSoutheastUniversityJune2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂

4、志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要随着中国经济的快速发展，轨道交通已经成为越来越多的城市解决城市交通拥挤的重要手段，随之而来的轨道交通安全问题也更

5、为突出，将视频处理技术运用到轨道交通安全问题上是重要实践，其涉及机器学习、模式识别、分布式技术等前沿领域。本文主要给出了针对轨道交通中影响列车安全的危险现象、危险行为的视频检测方法，如电闪光拉弧的检测方法，列车脱离正常行驶轨道的判定方法，以及轨道交通中对多场景同时、实时地进行监控的系统框架。本文给出了一种基于时间平均的取背景方法，并且给出了基于重新选取背景和加权背景更新的背景更新方法，能够根据视频画面的改变自适应调整背景；基于形态学的腐蚀和膨胀算法给出了改进的腐蚀和膨胀算法，得到更好的前景目标优化效果；基于HSV颜

6、色空间给出了适用于消除强烈阳光照射下列车阴影的去阴影方法，避免了阴影对列车目标识别的不良影响；将离散度的概念运用到图像处理中，降低了危险现象判别的误警率。本文给出了电闪光拉弧危险现象的视频检测方法。基于电闪光拉弧灰度图像的规律以及持续时间，给出了目标跟踪式的拉弧检测方法将普通目标与拉弧目标区分开来；基于电闪光拉弧在离散像素点上的抖动规律，给出了在像素点维度的电闪光拉弧检测方法，能够在更复杂的场景下检测出电闪光拉弧现象；基于图像背景与电闪光拉弧饱和规律，给出了自适应背景选取方法。对列车脱离正常行驶轨道危险行为的视频检

7、测方法进行了研究。基于计算机视觉中的目标识别方法，给出了列车脱离正常轨道的判定方法；根据图像灰度特征，给出了白天与黑夜的双阈值判定方法，在不同的场景下进行差异检测。本文设计并实现了轨道交通安全视频检测系统基本框架。基于软件平台MFC框架，采用多线程、进程编程模型和事件触发模型，实现了多路高清视频数据的实时获取、视频流解码、危险事件的检测、报警证据的抓拍、报警消息的实时发送以及客户端人性化展示，该系统应用在轨道交通系统中，能够准确高效地对轨道列车进行监控，发现列车运行期间的主要危险现象并及时发送报警消息，且以视频和图

8、片的形式记录事发当时的场景情况以便工作人员查看，大大提高了轨道交通的安全性。关键词：安全视频检测，阴影处理，电闪光拉弧，列车脱轨，多路视频监控IAbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofChina'seconomy,railtransportationhasbecomeanimportantmeansformorean