(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211219348.0 (22)申请日 2022.10.08 (71)申请人 石家庄铁道大 学 地址 050043 河北省石家庄市北二环东路 17号 (72)发明人 吴云鹏　孟凡腾　秦勇　徐飞　 杨程　陈欣安　马龙双　刘振亮　 马迷娜　 (74)专利代理 机构 石家庄国为知识产权事务所 13120 专利代理师 付晓娣 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 7/11(2017.01) G06V 10/764(2022.01)G06V 10/774(2022.01) G06V 10/82(2022.01) (54)发明名称 高速铁路接触网悬挂装置开口销异常检测 方法和系统 (57)摘要 本申请提供一种高速铁路接触网悬挂装置 开口销异常检测方法和系统。 该方法包括： 获取 待检测的接触网悬挂装置图像； 提取接触网悬挂 装置图像中的连接区域， 得到连接区域图像； 对 连接区域图像中的开口销部件进行定位及裁剪， 得到开口销图像； 基于图像重构 模型对开口销图 像进行图像重构， 得到开口销重构图像， 图像重 构模型基于AutoEncoder算 法和StyleGAN算 法构 建得到； 根据开口销图像与开口销重构图像， 计 算重构误差， 并通过重构误差对待检测的接触网 悬挂装置图像进行异常检测。 本申请能够提高接 触网悬挂装置开口销异常检测的精准度。 权利要求书3页 说明书14页 附图9页 CN 115311261 A 2022.11.08 CN 115311261 A 1.一种高速 铁路接触网悬挂装置开口销异常检测方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取待检测的接触网悬挂装置图像； 提取所述接触网悬挂装置图像中的连接区域， 得到连接区域图像； 对所述连接区域图像中的开口销部件进行定位及裁 剪， 得到开口销图像； 基于图像重构模型对所述开口销图像进行图像重构， 得到开口销重构图像， 所述图像 重构模型基于AutoEncoder算法和StyleGAN 算法构建得到； 根据所述开口销图像与所述开口销重构图像， 计算重构误差， 并通过所述重构误差对 所述待检测的接触网悬挂装置图像进行异常检测。 2.根据权利要求1所述的高速铁路接触网悬挂装置开口销异常检测方法， 其特征在于， 所述提取所述接触网悬挂装置图像中的连接区域， 得到连接区域图像， 包括： 基于连接区域标注模型， 对所述待检测的接触网悬挂装置 图像进行标注， 所述标注包 括图像名称、 连接区域类别和连接区域 坐标； 对标注后的接触网悬挂装置图像进行 数据增强， 得到第一数据增强图像； 对所述第一数据增强图像中的连接区域进行定位， 得到所述连接区域图像。 3.根据权利要求2所述的高速铁路接触网悬挂装置开口销异常检测方法， 其特征在于， 所述对标注后的接触网悬挂装置图像进行 数据增强， 得到第一数据增强图像， 包括： 采用GridMask数据增强算法对所述标注后的接触网悬挂装置图像进行数据增强， 得到 第一数据增强图像。 4.根据权利要求2所述的高速铁路接触网悬挂装置开口销异常检测方法， 其特征在于， 所述对所述第一数据增强图像中的连接区域进行定位， 得到所述连接区域图像， 包括： 基于第一目标定位模型， 对所述第一次数据增强图像中的连接区域进行目标定位， 并 对目标定位后的连接区域进行裁 剪， 得到连接区域图像； 其中， 所述第一目标定位模型基于 YOLOv5算法构建得到 。 5.根据权利要求1所述的高速铁路接触网悬挂装置开口销异常检测方法， 其特征在于， 所述对所述连接区域图像中的开口销部件进行定位及裁 剪， 得到开口销图像， 包括： 基于开口销标注模型， 对所述连接区域图像中的开口销部件进行 标注； 对标注后的连接区域图像进行 数据增强， 得到第二数据增强图像； 基于第二目标定位模型， 对所述第二数据增强图像中的开口销部件进行目标定位， 并 对目标定位后的开口销部件进行裁 剪， 得到开口销图像； 其中， 所述第二目标定位模型基于 YOLOv5算法构建得到 。 6.根据权利要求1所述的高速铁路接触网悬挂装置开口销异常检测方法， 其特征在于， 所述根据所述开口销图像与所述开口销重构图像， 计算重构误差， 并通过所述重构误差对 所述待检测的接触网悬挂装置图像进行异常检测， 包括： 通过第一公式计算所述开口销图像与所述开口销 重构图像的平均绝对误差， 通过第 二 公式计算所述开口销图像与所述开口销重构图像的结构相似度， 对所述平均绝对误差和所 述结构相似度进行加权求和， 得到 重构误差； 判断所述重构误差是否大于分类阈值； 若所述重构误差大于所述分类阈值， 则确定所述 开口销图像为异常图像； 其中， 所述第一公式为：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115311261 A 2； 其中， 为所述平均绝对 误差， 为所述开口销图像的第 个像素值， 为所述开 口销重构图像的第 个像素值， 为所述开口图像和所述开口销重构图像 的像素值的总个 数； 所述第二公式为： ； 其中， 为所述结构相似度， 为所述开口销图像的像素值的均值， 为所述开口 销重构图像的像素值的均值， 为所述开口销图像的像素值的方差， 为所述开口销重构 图像的像素值的方差， 为所述开口销图像和所述开口销重构图像的像素值的协方差， 为第一给定常数， 为第二给定常数， 其中， 。 7.一种高速 铁路接触网悬挂装置开口销异常检测系统， 其特 征在于， 包括： 获取模块， 用于获取待检测的接触网悬挂装置图像； 连接区域确定模块， 用于提取所述接触网悬挂装置 图像中的连接区域， 得到连接区域 图像； 开口销确定模块， 用于对所述连接区域图像中的开口销区域进行定位及裁剪， 得到开 口销图像； 图像重构模块， 用于基于 图像重构模型对所述开口销图像进行图像重构， 得到开口销 重构图像， 所述图像重构模型基于AutoEncoder算法和StyleGAN 算法构建得到； 检测模块， 用于根据 所述开口销图像与所述开口销重构图像， 计算重构误差， 并通过所 述重构误差对所述待检测的接触网悬挂装置图像进行异常检测。 8.根据权利要求7所述的高速铁路接触网悬挂装置开口销异常检测系统， 其特征在于， 所述检测模块用于： 通过第一公式计算所述开口销图像与所述开口销 重构图像的平均绝对误差， 通过第 二 公式计算所述开口销图像与所述开口销重构图像的结构相似度， 对所述平均绝对误差和所 述结构相似度进行加权求和， 得到 重构误差； 判断所述重构误差是否大于分类阈值； 若所述重构误差大于所述分类阈值， 则确定所述 开口销图像为异常图像； 其中， 所述第一公式为： ； 其中， 为所述平均绝对 误差， 为所述开口销图像的第 个像素值， 为所述开 口销重构图像的第 个像素值， 为所述开口图像和所述开口销重构图像 的像素值的总个 数； 所述第二公式为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115311261 A 3