轨道交通户外站台门与列车间隙背景灯带图像分割算法研究

轨道交通在发车前需要清空站台与列车间隙，否则异物入侵会对乘客与列车运行造成安全隐患，基于背景灯带的异物入侵检测需要对灯带在图像中进行图像分割、提取、识别。针对在户外站台场景下，复杂背景和日光等因素为背景灯带提取带来困难的问题，提出一种无监督的图像分割算法。首先通过卷积神经网络进行特征提取，然后将特征图输入到后续分类器中对所有像素进行类别输出。在训练过程中，使用的损失函数从三方面进行设计：考虑特征相似度和空间连续约束、基于深度支持向量描述以及基于几何与光度增强。算法能够实现单样本无监督对神经网络参数进行调优。通过对某城轨站台真实数据采集及实验结果表明，本文提出的方法在与训练样本不同光照条件、拍摄角度条件下，对背景灯带进行分割的F1分数为78.47%;在性能优于其他方法的同时，耗时最多能减少97.1%;算法为基于背景灯带的异物检测方案提供一种行之有效的图像分割方法，为后续的异物自动检测提供基础。