一種用于電力設(shè)備監(jiān)測的圖像識別方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于電力設(shè)備監(jiān)測的圖像識別方法，包括步驟S100，根據(jù)匹配模板T，控制將圖像I進(jìn)行重疊分塊；步驟S200，控制提取重疊分塊后的圖像子塊及模板T的圖像特征；步驟S300，控制每一圖像子塊與模板T分別進(jìn)行一次匹配；步驟S400，分別判斷D值是否小于或等于第一預(yù)設(shè)值q，控制對D值小于預(yù)設(shè)值q的圖像子塊進(jìn)標(biāo)記；步驟S500，控制所標(biāo)記的圖像子塊與模板T分別進(jìn)行二次匹配；步驟S600，控制將D’小于或等于第二預(yù)設(shè)值q’的圖像子塊定義為匹配塊；步驟S700，輸出圖像I與模板T相匹配區(qū)域的結(jié)果。該技術(shù)方案能夠?qū)﹄娏σ曨l監(jiān)測系統(tǒng)因外界影響所拍攝的模糊圖像進(jìn)行有效識別，有效提高了圖像識別的執(zhí)行效率。
【專利說明】一種用于電力設(shè)備監(jiān)測的圖像識別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電力設(shè)備監(jiān)測的圖像識別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石產(chǎn)業(yè)，電力設(shè)備的安全、穩(wěn)定和有效工作是提供優(yōu)質(zhì)電力供應(yīng)的前提，為了確保電力設(shè)備的高效運(yùn)行，我國電網(wǎng)大量使用視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能對電力設(shè)備的工作狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像，對電力設(shè)備進(jìn)行有效監(jiān)視，但該系統(tǒng)無法對視頻采集圖像進(jìn)行自動(dòng)識別分析，必須依賴人工完成對圖像的識別，判斷事故發(fā)生的具體設(shè)備等。
[0003]根據(jù)電力設(shè)備其固有的特征，在對圖像的識別過程中，模板匹配法最常用的識別監(jiān)測方法。模板匹配法是指:用已知物體的小圖像作為模板，然后與待識別圖像進(jìn)行匹配，如果待識別圖像的某一區(qū)域與模板的大小、方向和像素一致，則該區(qū)域被標(biāo)記出來，并認(rèn)為與模板匹配。從現(xiàn)有模板匹配的實(shí)現(xiàn)原理可發(fā)現(xiàn)，該類算法計(jì)算量大、存儲(chǔ)量大，效率較低，不適于電力系統(tǒng)中實(shí)時(shí)高效的要求；并且，視頻拍攝期間因受到噪聲和拍照環(huán)境等干擾，圖像極易產(chǎn)生局部模糊，而現(xiàn)有的模板匹配法無法對圖像的模糊區(qū)域進(jìn)行識別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中現(xiàn)有的圖像識別方法計(jì)算量大、存儲(chǔ)量大，效率較低且不能對圖像模糊區(qū)域進(jìn)行識別的技術(shù)問題，提供一種能夠?qū)D像模糊區(qū)域進(jìn)行識別且效率高的用于電力設(shè)備監(jiān)測的圖像識別方法。
[0005]本發(fā)明提供一種用于電力設(shè)備監(jiān)測的圖像識別方法，包括以下步驟:
[0006]步驟S100，根據(jù)大小為m*n的匹配模板T，控制將大小為M*N的圖像I進(jìn)行重疊分塊,其中M≥m，N≥n ;
[0007]步驟S200，控制提取重疊分塊后的圖像子塊及模板T的圖像特征，并分別用向量V(s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7)表示，其中s1、s2、s3分別記錄對應(yīng)圖像的紅、綠、藍(lán)分量均值，s4、s5、s6、s7分別記錄對應(yīng)圖像DCT系數(shù)水平方向、豎直方向、對角線方向及反對角線方向上的特征值；
[0008]步驟S300，控制每一圖像子塊與模板T分別進(jìn)行一次匹配，匹配公式D= | v^sUs2、s3)-vT(sl、s2、s3) |，其中v1 (s1、s2、s3)為圖像子塊的向量特征紅、綠、藍(lán)分量均值，VT(S1、s2、s3)為模板T的向量特征紅、綠、藍(lán)分量均值。
[0009]步驟S400，分別判斷D值是否小于或等于第一預(yù)設(shè)值q，控制對D值小于或等于預(yù)設(shè)值q的圖像子塊進(jìn)標(biāo)記；
[0010]步驟S500，控制所標(biāo)記的圖像子塊與模板T分別進(jìn)行二次匹配，匹配公式D’ = I V1 (s4、s5、s6、s7)-vT (s4、s5、s6、s7)丨，其中 v1 (s4、s5、s6、s7)為圖像子塊的向量分量-DCT系數(shù)水平方向、豎直方向、對角線方向及反對角線方向上的特征值，vT(s4、s5、s6、s7)為模板T的向量分量-DCT系數(shù)水平方向、豎直方向、對角線方向及反對角線方向上的特征值；
[0011]步驟S600，控制將D’小于或等于第二預(yù)設(shè)值q’的圖像子塊定義為匹配塊；
[0012]步驟S700，將所述匹配塊標(biāo)記為識別區(qū)域，并輸出圖像I與模板T相匹配區(qū)域的結(jié)果，同時(shí)結(jié)束步驟。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟SlOO中，圖像I被重疊分塊的具體方法為:用模板T作為滑動(dòng)窗口，從圖像I的左上角到右下角每次滑動(dòng)一個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行掃描，圖像I被分為(M-m+l)*(N-n+l)個(gè)圖像子塊。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟S200中，
[0015]s4=sum(DCT(I))/sum(DCT(I) +DCT(2)), DCT(I)為圖像子塊或模板 T 中左半?yún)^(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)，DCT(2)為圖像子塊或模板T中剩余區(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)，sum(DCTd))為對圖像子塊或模板T中左半?yún)^(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)進(jìn)行求和，sum (DCT (I)+DCT (2))為對圖像子塊或模板T中所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)進(jìn)行求和；
[0016]s5=sum (DCT (3)) /sum (DCT (3) +DCT (4)), DCT (3)為圖像子塊或模板 T 中上半?yún)^(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)，DCT(4)為圖像子塊或模板T中剩余區(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)，sum(DCT(3))為對圖像子塊或模板T中上半?yún)^(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)進(jìn)行求和，sum (DCT (3) +DCT (4))為對圖像子塊或模板T中所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)進(jìn)行求和；
[0017]S6=sum (DCT (5)) /sum (DCT (5) +DCT (6)), DCT (5)為圖像子塊或模板 T 中左上半?yún)^(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)，DCT(6)為圖像子塊或模板T中剩余區(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)，sum(DCT(5))為對 圖像子塊或模板T中左上半?yún)^(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)進(jìn)行求和，sum (DCT (5)+DCT (6))為對圖像子塊或模板T中所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)進(jìn)行求和；
[0018]S7=sum(DCT (7)) /sum(DCT (7) +DCT (8)), DCT (7)為圖像子塊或模板 T 中右上半?yún)^(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)，DCT(8)為圖像子塊或模板T中剩余區(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)，sum(DCT(7))為對圖像子塊或模板T中右上半?yún)^(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)進(jìn)行求和，sum (DCT (7) +DCT (8))為對圖像子塊或模板T中所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)進(jìn)行求和。
[0019]優(yōu)選地，所述圖像子塊中坐標(biāo)為(k，I)的像素點(diǎn)的DCT系數(shù)為:
【權(quán)利要求】
1.一種用于電力設(shè)備監(jiān)測的圖像識別方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟S100，根據(jù)大小為m*n的匹配模板T，控制將大小為M*N的圖像I進(jìn)行重疊分塊，其中 M > m, N > n ; 步驟S200，控制提取重疊分塊后的圖像子塊及模板T的圖像特征，并分別用向量v(sl、s2、s3、s4、s5、s6、s7)表示，其中s1、s2、s3分別記錄對應(yīng)圖像的紅、綠、藍(lán)分量均值，s4、s5、s6、s7分別記錄對應(yīng)圖像DCT系數(shù)水平方向、豎直方向、對角線方向及反對角線方向上的特征值； 步驟S300，控制每一圖像子塊與模板T分別進(jìn)行一次匹配，匹配公式D= I v^sU s2,s3)-vt(sU s2、s3) I，其中/(S1、s2、s3)為圖像子塊的向量特征紅、綠、藍(lán)分量均值，VT(S1、s2、s3)為模板T的向量特征紅、綠、藍(lán)分量均值。 步驟S400，分別判斷D值是否小于或等于第一預(yù)設(shè)值q，控制對D值小于或等于預(yù)設(shè)值q的圖像子塊進(jìn)標(biāo)記； 步驟S500，控制所標(biāo)記的圖像子塊與模板T分別進(jìn)行二次匹配，匹配公式D’= I /(84,s5、s6、s7)-vT(s4、s5、s6、s7) |，其中 v1 (s4、s5、s6、s7)為圖像子塊的向量分量-DCT 系數(shù)水平方向、豎直方向、對角線方向及反對角線方向上的特征值，vt(s4、s5、s6、s7)為模板T的向量分量-DCT系數(shù)水平方向、豎直方向、對角線方向及反對角線方向上的特征值； 步驟S600，控制將D’小于或等于第二預(yù)設(shè)值q’的圖像子塊定義為匹配塊； 步驟S700，將所述匹配塊標(biāo)記為識別區(qū)域，并輸出圖像I與模板T相匹配區(qū)域的結(jié)果，同時(shí)結(jié)束步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像識別方法，其特征在于，所述步驟SlOO中，圖像I被重疊分塊的具體方法為:用模板T作為滑動(dòng)窗口，從圖像I的左上角到右下角每次滑動(dòng)一個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行掃描，圖像I被分為(M-m+l)*(N-n+l)個(gè)圖像子塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像識別方法，其特征在于，所述步驟S200中， s4=sum (DCT (I)) /sum (DCT (I) +DCT (2)), DCT(I)為圖像子塊或模板 T 中左半?yún)^(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)，DCT(2)為圖像子塊或模板T中剩余區(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)，sum(DCTd))為對圖像子塊或模板T中左半?yún)^(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)進(jìn)行求和，sum (DCT (I)+DCT (2))為對圖像子塊或模板T中所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)進(jìn)行求和； s5=sum (DCT (3)) /sum (DCT (3) +DCT (4)), DCT (3)為圖像子塊或模板 T 中上半?yún)^(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)，DCT(4)為圖像子塊或模板T中剩余區(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)，sum(DCT(3))為對圖像子塊或模板T中上半?yún)^(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)進(jìn)行求和，sum (DCT (3)+DCT (4))為對圖像子塊或模板T中所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)進(jìn)行求和； S6=sum (DCT (5)) /sum (DCT (5) +DCT (6))，DCT (5)為圖像子塊或模板T中左上半?yún)^(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)，DCT(6)為圖像子塊或模板T中剩余區(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)，sum(DCT(5))為對圖像子塊或模板T中左上半?yún)^(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)進(jìn)行求和，sum (DCT (5)+DCT (6))為對圖像子塊或模板T中所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)進(jìn)行求和； S7=sum(DCT(7))/sum(DCT(7) +DCT(8)), DCT(7)為圖像子塊或模板T中右上半?yún)^(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)，DCT(8)為圖像子塊或模板T中剩余區(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)，sum(DCT(7))為對圖像子塊或模板T中右上半?yún)^(qū)域所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)進(jìn)行求和，sum (DCT (7) +DCT (8))為對圖像子塊或模板T中所有像素點(diǎn)的DCT系數(shù)進(jìn)行求和。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像識別方法，其特征在于， 所述圖像子塊中坐標(biāo)為(k，I)的像素點(diǎn)的DCT系數(shù)為:
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像識別方法，其特征在于，所述步驟S200前還包括步驟S120，控制將同一圖像子塊或模板T分別沿水平方向、豎直方向、對角線方向及反對角線方向平分，分別形成左半?yún)^(qū)域和右半?yún)^(qū)域、上半?yún)^(qū)域和下半?yún)^(qū)域、左上半?yún)^(qū)域和右下半?yún)^(qū)域及右上半?yún)^(qū)域和左下半?yún)^(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像識別方法，其特征在于，在所述步驟S400中，若所述D值都大于第一預(yù)設(shè)值q，則步驟結(jié)束，并輸出圖像I與模板T無相匹配區(qū)域的信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像識別方法，其特征在于，在所述步驟S600中，若所述D’值都大于第一預(yù)設(shè)值q’，則步驟結(jié)束，并輸出圖像I與模板T無相匹配區(qū)域的信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像識別方法，其特征在于，所述m*n為8*8。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像識別方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)值q大于所述第二預(yù)設(shè)值q’。
【文檔編號】G06K9/00GK103489013SQ201310430340
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】張卓陽 申請人:航天科工深圳（集團(tuán)）有限公司