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基于轻量级注意力生成对抗网络的TEDS图像盲去模糊研究
1
作者
王登飞
苏宏升
+2 位作者
陈光武
吕晓聪
赵小娟
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期3797-3808,共12页
列车高速运行易导致列车表面部件出现机械损伤,影响列车的运行安全。用于损伤检测的动车组运行故障图像检测系统(TEDS)需进行检测的部件形态多样、体积大小不一,且因列车运动、拍摄设备的震动等带来的拍摄图片不同程度的模糊,给工作人...
列车高速运行易导致列车表面部件出现机械损伤,影响列车的运行安全。用于损伤检测的动车组运行故障图像检测系统(TEDS)需进行检测的部件形态多样、体积大小不一,且因列车运动、拍摄设备的震动等带来的拍摄图片不同程度的模糊,给工作人员对故障的分析和标注带来干扰,影响检测的实时性和准确率,故提出一种基于轻量级注意力生成对抗网络的TEDS图像盲去模糊算法。第1步,采用改进的带通道注意力和空间注意力机制的线性倒残差瓶颈模块构建轻量级特征提取网络,将其提取的5种尺度的特征送入特征金字塔网络(FPN)构建生成器,使生成器能有效地关注重点信息、综合底层和高层信息、从多尺度提取特征;第2步,采用谱归一化U_Net作为判别器网络,对局部信息产生更精确的梯度反馈,并在局部,全局双判别器的基础上加入逐像素判别,增强对图像纹理和细节上的对抗学习。研究表明,算法处理后TEDS图片较其他算法对不同尺度的目标均有更好的去模糊效果,图像有更高的清晰度;评价指标PSNR和SSIM达到28.6和91.2%,较其他算法分别提升了0.7和3.8个百分点;轻量级网络参数文件只有13.6 M,与其他算法相比,其速度取得几十倍的提升,在不使用GPU的情况下每分钟可对75张TEDS图片进行去模糊处理,达到TEDS系统的实时性需求。研究成果可有效提高TEDS系统的图片质量,提高损伤检测和标注的精准度,提升工作人员的效率,更好地保障铁路的安全运行。
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关键词
动车组
运行
故障
图像
检测
系统
盲去模糊
注意力机制
生成对抗网络
MobileNet
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职称材料
基于聚焦线性注意力Retinexformer的TEDS图像实时暗光增强方法研究
2
作者
王登飞
苏宏升
+2 位作者
陈光武
陈登科
赵小娟
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第11期4840-4850,共11页
列车高速运行下,表面部件易产生机械损伤,影响列车的安全运行。用于损伤检测的动车组运行故障图像检测系统(TEDS)需进行检测的部件形态多样、体积大小不一,且因对列车底部、夜晚进行图像采集时的暗光环境导致图像大部分区域偏暗,对比度...
列车高速运行下,表面部件易产生机械损伤,影响列车的安全运行。用于损伤检测的动车组运行故障图像检测系统(TEDS)需进行检测的部件形态多样、体积大小不一,且因对列车底部、夜晚进行图像采集时的暗光环境导致图像大部分区域偏暗,对比度低,给工作人员对故障的分析和标注带来干扰,影响检测的实时性和准确率,提出一种基于线性聚焦注意力的Retinexformer(RetinexFLAformer)网络对TEDS图像进行暗光增强。首先分析Retinexformer中进行自注意力计算的相似矩阵存在低秩的问题,采用线性聚焦注意力对网络进行改进,在保证计算复杂度不变的情况下,提高相似矩阵的秩以增加网络的特征多样性;其次增加空间一致性损失、曝光控制损失和颜色恒定损失,来抑制由于曝光不均引起的局部区域对比度下降和颜色畸变;最后在以上改进的基础上进一步调整网络结构构建FastRetinexFLAformer,以达到更快的暗光图像处理速度。研究表明,改进后的RetinexFLAformer能有效提高TEDS图片的暗光增强效果,和其他算法对比,评价指标PSNR和SSIM分别提高0.55和0.023;FastRetinexFLAformer网络参数文件只有3.34 M,可达到当前主流方法相当的处理效果,且能有效提升暗光增强速度,达到TEDS系统的实时性需求。研究成果可有效提高TEDS系统的图片质量,提高损伤识别和标注的精准度,提升工作人员的效率,更好地保障铁路的安全运行。
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关键词
动车组
运行
故障
图像
检测
系统
暗光增强
Retinexformer
线性聚焦多头自注意力
空间一致性损失
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职称材料
TEDS的大数据特点以及对动车安全检测的改变
被引量：
2
3
作者
张卓
《电脑编程技巧与维护》
2017年第19期56-58,共3页
动车组运行故障图像检测系统(Trouble of moving EMU Detection System,简称TEDS)是使用位于轨边的高速相机,拍摄动车侧部和底部可视部图像,利用图像识别技术对动车图像进行实时分析,并预警的动车安全检测系统。随着大数据的发展,TEDS...
动车组运行故障图像检测系统(Trouble of moving EMU Detection System,简称TEDS)是使用位于轨边的高速相机,拍摄动车侧部和底部可视部图像,利用图像识别技术对动车图像进行实时分析,并预警的动车安全检测系统。随着大数据的发展,TEDS逐步体现出大量性、全样本性、价值性、高速性等大数据的一些特点,将大数据检测运用于动车安全检测使得其有别于传统的检测手段,将在时间、空间和纵向维度对动车安全检测模式发生改变。
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关键词
动车组
运行
故障
图像
检测
系统
动车组
大数据
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职称材料
题名
基于轻量级注意力生成对抗网络的TEDS图像盲去模糊研究
1
作者
王登飞
苏宏升
陈光武
吕晓聪
赵小娟
机构
兰州交通大学自动化与电气工程学院
甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室
中国铁路上海局集团有限公司南京动车段
出处
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期3797-3808,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(61867003)
甘肃省科技计划资助项目(21ZD4WA018,23JRRA1693)。
文摘
列车高速运行易导致列车表面部件出现机械损伤,影响列车的运行安全。用于损伤检测的动车组运行故障图像检测系统(TEDS)需进行检测的部件形态多样、体积大小不一,且因列车运动、拍摄设备的震动等带来的拍摄图片不同程度的模糊,给工作人员对故障的分析和标注带来干扰,影响检测的实时性和准确率,故提出一种基于轻量级注意力生成对抗网络的TEDS图像盲去模糊算法。第1步,采用改进的带通道注意力和空间注意力机制的线性倒残差瓶颈模块构建轻量级特征提取网络,将其提取的5种尺度的特征送入特征金字塔网络(FPN)构建生成器,使生成器能有效地关注重点信息、综合底层和高层信息、从多尺度提取特征;第2步,采用谱归一化U_Net作为判别器网络,对局部信息产生更精确的梯度反馈,并在局部,全局双判别器的基础上加入逐像素判别,增强对图像纹理和细节上的对抗学习。研究表明,算法处理后TEDS图片较其他算法对不同尺度的目标均有更好的去模糊效果,图像有更高的清晰度;评价指标PSNR和SSIM达到28.6和91.2%,较其他算法分别提升了0.7和3.8个百分点;轻量级网络参数文件只有13.6 M,与其他算法相比,其速度取得几十倍的提升,在不使用GPU的情况下每分钟可对75张TEDS图片进行去模糊处理,达到TEDS系统的实时性需求。研究成果可有效提高TEDS系统的图片质量,提高损伤检测和标注的精准度,提升工作人员的效率,更好地保障铁路的安全运行。
关键词
动车组
运行
故障
图像
检测
系统
盲去模糊
注意力机制
生成对抗网络
MobileNet
Keywords
trouble of moving electric multiple units detection system(TEDS)
blind deblurring
attention mechanism
generative adversarial network
MobileNet
分类号
U279.3 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
基于聚焦线性注意力Retinexformer的TEDS图像实时暗光增强方法研究
2
作者
王登飞
苏宏升
陈光武
陈登科
赵小娟
机构
兰州交通大学自动化与电气工程学院
甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室
中国铁路呼和浩特局集团公司包头车辆段
出处
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第11期4840-4850,共11页
基金
国铁集团科技计划项目(N2023G064)
甘肃省科技计划资助项目(21ZD4WA018,23JRRA1693)。
文摘
列车高速运行下,表面部件易产生机械损伤,影响列车的安全运行。用于损伤检测的动车组运行故障图像检测系统(TEDS)需进行检测的部件形态多样、体积大小不一,且因对列车底部、夜晚进行图像采集时的暗光环境导致图像大部分区域偏暗,对比度低,给工作人员对故障的分析和标注带来干扰,影响检测的实时性和准确率,提出一种基于线性聚焦注意力的Retinexformer(RetinexFLAformer)网络对TEDS图像进行暗光增强。首先分析Retinexformer中进行自注意力计算的相似矩阵存在低秩的问题,采用线性聚焦注意力对网络进行改进,在保证计算复杂度不变的情况下,提高相似矩阵的秩以增加网络的特征多样性;其次增加空间一致性损失、曝光控制损失和颜色恒定损失,来抑制由于曝光不均引起的局部区域对比度下降和颜色畸变;最后在以上改进的基础上进一步调整网络结构构建FastRetinexFLAformer,以达到更快的暗光图像处理速度。研究表明,改进后的RetinexFLAformer能有效提高TEDS图片的暗光增强效果,和其他算法对比,评价指标PSNR和SSIM分别提高0.55和0.023;FastRetinexFLAformer网络参数文件只有3.34 M,可达到当前主流方法相当的处理效果,且能有效提升暗光增强速度,达到TEDS系统的实时性需求。研究成果可有效提高TEDS系统的图片质量,提高损伤识别和标注的精准度,提升工作人员的效率,更好地保障铁路的安全运行。
关键词
动车组
运行
故障
图像
检测
系统
暗光增强
Retinexformer
线性聚焦多头自注意力
空间一致性损失
Keywords
trouble of moving electric multiple units detection system(TEDS)
dim light enhancement
Retinexformer
linear focused multi-head self attention
spatial consistency loss
分类号
U279.3 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
TEDS的大数据特点以及对动车安全检测的改变
被引量：
2
3
作者
张卓
机构
北京康拓红外技术股份有限公司
出处
《电脑编程技巧与维护》
2017年第19期56-58,共3页
文摘
动车组运行故障图像检测系统(Trouble of moving EMU Detection System,简称TEDS)是使用位于轨边的高速相机,拍摄动车侧部和底部可视部图像,利用图像识别技术对动车图像进行实时分析,并预警的动车安全检测系统。随着大数据的发展,TEDS逐步体现出大量性、全样本性、价值性、高速性等大数据的一些特点,将大数据检测运用于动车安全检测使得其有别于传统的检测手段,将在时间、空间和纵向维度对动车安全检测模式发生改变。
关键词
动车组
运行
故障
图像
检测
系统
动车组
大数据
分类号
TP311.13 [自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
TP391.41 [自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于轻量级注意力生成对抗网络的TEDS图像盲去模糊研究
王登飞
苏宏升
陈光武
吕晓聪
赵小娟
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
基于聚焦线性注意力Retinexformer的TEDS图像实时暗光增强方法研究
王登飞
苏宏升
陈光武
陈登科
赵小娟
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
3
TEDS的大数据特点以及对动车安全检测的改变
张卓
《电脑编程技巧与维护》
2017
2
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职称材料
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