文第章绪论研究背景及意义轨道交通是我国重要交通运输方式之，轮对是其重要走行部件，由两个相同大小车辆和根车轴组成整体，车轮与钢轨接触部分为踏面，踏面内侧沿圆周突起凸缘称为轮缘。机车在行驶过程中轮对与轨道之间撞击和摩擦等容易出现轮对磨耗，会威胁到车辆行驶安全。近年来列车不断提速，世界各国高度重视轮对检测问题。对轮对进行磨耗参数检测，保证磨耗量不超过规定限度，对交通运输安全有着重大意义。静态和动态检测是当前轮对主要检测方式。针对行驶状态下轮对进行为在线动态检测，能够了解行驶中轮对质量状态，具有实时性和高效性。基于光电图像轮对磨耗参数在线检测方法具有非接触精度较高和速度快等优势受到关注。该方法是将激光照在轮对上，激光投影即轮对外形轮廓曲线由摄像机获取，由图像处理技术对采集轮对光电图像进行处理，推导出其磨耗参数。数字图像处理是光电图像轮对磨耗参数在线检测重要组成部分,万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文,万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文目录摘要第章绪论研究背景及意义国内外研究现状基于光电图像轮对参数检测国内外现状图像并行处理技术国内外现状本文主要研究内容第章轮对在线检测方法和图像处理并行技术基于光电图像轮对在线检测方法检测原理检测系统构成轮对图像特点及分类并行技术多线程技术并行编程技术本章小结第章轮对图像处理算法优化轮对图像主要处理算法图像分割图像细化图像像素跟踪轮对图像分割算法优化算法区域生长算法轮对图像分类分割算法轮对图像分割亚像素处理优化轮对图像并行优化轮对图像并行处理可行性分析多线程对轮对图像并行优化技术对轮对图像并行优化上架构对轮对图像并行优化本章小结第章实验设计与结果分析实验环境轮对图像处理实验轮对图像处理效果图像分割算法实验结果对比分析万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文图像亚像素优化对比实验图像亚像素优化对比实验设计亚像素优化对比实验结果分析轮对图像并行优化实验轮对图像处理算法性能分析图像并行处理实验本章小结第章总结与展望工作总结工作展望致谢参考文献附录万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文第章绪论研究背景及意义轨道交通是我国重要交通运输方式之，轮对是其重要走行部件，由两个相同大小车辆和根车轴组成整体，车轮与钢轨接触部分为踏面，踏面内侧沿圆周突起凸缘称为轮缘。机车在行驶过程中轮对与轨道之间撞击和摩擦等容易出现轮对磨耗，会威胁到车辆行驶安全。近年来列车不断提速，世界各国高度重视轮对检测问题。对轮对进行磨耗参数检测，保证磨耗量不超过规定限度，对交通运输安全有着重大意义。静态和动态检测是当前轮对主要检测方式。针对行驶状态下轮对进行为在线动态检测，能够了解行驶中轮对质量状态，具有实时性和高效性。基于光电图像轮对磨耗参数在线检测方法具有非接触精度较高和速度快等优势受到关注。该方法是将激光照在轮对上，激光投影即轮对外形轮廓曲线由摄像机获取，由图像处理技术对采集轮对光电图像进行处理，推导出其磨耗参数。数字图像处理是光电图像轮对磨耗参数在线检测重要组成部分郑锋图像分析多核并行计算类库构建与优化福建省厦门市厦门大学,王成良,谢客家,刘昕多核图像处理并行设计范式研究与应用计算机工程刘昕,杨少晨,文俊浩,沈哲多核并行空间域图像增强算法微计算机信息杨思乾,程果,熊伟多核环境下边缘提取并行算法研究计算机科学刘张桥,王成良,焦晓军多核环境下图像分割并行算法研究计算机工程黄文慧图像处理并行编程方法研究与应用广东省广州市华南理工大学,濮元恺命运转折十年发展回顾，张春,杨俊基于图像处理算法研究西南师范大学学报李建江,张磊,李兴钢,等架构下灰度图像匹配并行算法电子科技大学学报孙东环境下几种并行图像处理算法设计与实现陕西省西安市西安电子科技大学,郭忠明基于并行图像处理性能优化辽宁省大连市大连理工大学,盖素丽基于数字图像并行处理方法电子产品世界卢晋人,黄元庆激光三角法测量表面形貌厦门大学学报罗意平,李学雷,王峰基于线结构光轮对踏面测量方法研究铁路科学与工程学报杨忠良铁路货车轮对常见故障分析科技论坛吴开华,张建华,严匡,蒋鹏轮对综合参数光电自动检测系统仪器仪表学报张红波基于图像处理列车轮对参数检测方法研究及系统设计北京市中国农业大学,骆斌,费翔林多线程技术研究与应用计算机研究与发展武汉大学多核架构与编程技术课程组多核架构与编程技术武汉武汉大学出版社,陈永健编译与优化技术研究北京市清华大学万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文张舒,褚艳利高性能运算之北京中国水利水电出版社,穆晓芳,赵月爱,邓红霞,刘耀军数字图像处理技术北京煤炭工业出版社,赵耀,陈慧女图像细化实现科技信息刘宏申击中击不中变换在笔画细化中应用安徽工业大学学报夏良正数字图像处理南京东南大学出版社,谢鹏鹤图像阈值分割算法研究湖南省湘潭市湘潭大学，边霞,米良遗传算法理论及其应用研究进展计算机应用研究刘健庄,栗文青灰度图像二维自动阈值分割法自动化学报,史倩,吴开华区域生长轮对图像分割中国图象图形学报李玉鑑自适应均值聚类算法计算机研究与发展张美静亚像素边缘检测技术研究辽宁省沈阳市沈阳理工大学,黎俊,彭启民,范植华亚像素级图像配准算法研究,夏晶，孙继银基于区域生长前视红外图像分割方法激光与红外万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文附录作者在读期间发表学术论文及参加科研项目参与科研项目国家自然科学基金项目,“基于光电图像和超声探伤轮对综合参数在线检测技术研究”横向合作项目，“零件表面质量检测用高速图像采集系统”发表论文朱瑾，吴开华基于并行技术多核环境下轮对图像处理方法研究。机电工程已录用万方数据基于并行编程轮对图像在线处理算法优化技术研究作者朱瑾学位授予单位杭州电子科技大学引用本文格式朱瑾基于并行编程轮对图像在线处理算法优化技术研究学位论文硕士硕士学位论文题目基于并行编程轮对图像在线处理算法优化技术研究研究生朱瑾专业测试计量技术及仪器指导教师吴开华教授完成日期年月万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文基于并行编程轮对图像在线处理算法优化技术研究研究生朱瑾指导教师吴开华教授年月万方数据，万方数据杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明所呈交学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得成果。除文中已经注明引用内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过作品或成果。对本文研究做出重要贡献个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担切相关责任。论文作者签名日期年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文复印件，允许查阅和借阅论文学校可以公布论文全部或部分内容，可以允许采用影印缩印或其它复制手段保存论文。保密论文在解密后遵守此规定论文作者签名日期年月日指导教师签名日期年月日万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文摘要轨道交通是国内主要交通运输工具之，保证其安全高效至关重要。轮对是轨道交通关键走行部件，轮对磨耗参数检测对轨道交通意义重大。近年来，列车不断提速，采用人工测量逐渐不能够满足车辆检修要求。为了能够及时了解车辆行进时轮对情况，提高检测效率和精度，轮对自动在线检测得到广泛研究。其中基于光电图像轮对磨耗在线检测具有非接触精度高和速率快等优势。基于光电图像轮对磨耗在线检测过程当中，由采集轮对图像，必须通过数字图像处理技术，获取目标轮对轮廓线，进而计算出磨耗参数。通过计算机软件轮对图像实现了分割等处理以及相关参数计算，对数字图像处理架构和算法研究影响着轮对图像处理效果。本文是对基于并行编程轮对图像在线处理算法优化技术研究，针对轮对磨耗在线检测获取轮对图像，利用软件开发发挥多核优势，采用并行优化技术减少轮对图像处理时间，并通过对轮对图像处理算法优化，以提高轮对图像处理精度。本文主要内容有研究基于光电图像轮对磨耗在线检测中获取轮对图像特点，根据轮对图像特点对轮对图像进行分类。研究三种并行编程技术，基于多核多线程技术和并行技术，以及基于架构下并行编程技术。分析了轮对图像处理相关算法，本文提出轮对图像分类分割算法。采用亚像素技术对轮对图像进行预处理，得到像素点增加了优化图像，对该图像进行后期操作。针对三类不同并行技术，设计并行优化方案。设计软件实验方案，设计轮对图像处理实验通过实验定性和定量分析亚像素技术优势采用性能分析工具，分析轮对图像处理算法程序中热点和瓶颈设计并行优化实验。最后对设计方案进行实验验证，通过轮对图像处理实验，图像亚像素优化对比实验，以及轮对图像并行优化实验分析实验结果。关键词轮对在线检测，图像处理，算法，并行优化万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文,万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文