一種絕緣子串紅外圖像盤面和鋼帽區(qū)域的自動提取方法
【專利說明】一種絕緣子串紅外圖像盤面和鋼帽區(qū)域的自動提取方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種絕緣子串紅外圖像盤面和鋼帽區(qū)域的自動提取方法，屬高壓輸變電設(shè)備運行維護檢修技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]瓷質(zhì)懸式絕緣子(下稱絕緣子)是電網(wǎng)中的主要絕緣部件，同時起到機械支撐的作用。在輸變電設(shè)備運行維護檢修技術(shù)領(lǐng)域盡早發(fā)現(xiàn)絕緣子的性能劣化是輸變電設(shè)備安全穩(wěn)定運行的重要保障，且直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和對用戶供電的可靠性。
[0003]絕緣子瓷盤面或鋼帽溫度分布可以表征絕緣子狀態(tài)，因此，獲取絕緣子盤面和鋼帽的信息至關(guān)重要，而紅外圖像中絕緣子的自動識別提取則是其中的基礎(chǔ)步驟，現(xiàn)有技術(shù)尚不能實現(xiàn)絕緣子串紅外圖像中絕緣子鋼帽和盤面信息的自動提取。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是，根據(jù)現(xiàn)有絕緣子瓷盤面或鋼帽信息提取存在的缺陷，本發(fā)明提出一種應(yīng)用圖像處理技術(shù)實現(xiàn)絕緣子串紅外圖像中絕緣子鋼帽和盤面區(qū)域的自動提取方法。
[0005]本發(fā)明一種絕緣子串紅外圖像盤面和鋼帽區(qū)域的自動提取方法的技術(shù)方案是，將現(xiàn)場拍攝的絕緣子串紅外圖像進行預(yù)處理得到二值圖，然后使用形態(tài)學方法從二值圖中提取反映絕緣子串的特征集合，應(yīng)用Hough變換對二值圖進行角度校正，最后通過區(qū)域提取中的特定算法提取出絕緣子的盤面和鋼帽區(qū)域。
[0006]本發(fā)明所述方法包括以下步驟:
(O圖像預(yù)處理:對絕緣子串原始紅外圖像進行預(yù)處理，包括紅外圖像灰度化、去噪和二值化；該步驟輸入為現(xiàn)場拍攝的絕緣子串紅外圖像，輸出結(jié)果為紅外圖像中絕緣子串與背景初步分割的二值圖；
(2)絕緣子特征提取:使用形態(tài)學方法從二值圖中提取反映絕緣子串的特征集合，該步驟的輸出結(jié)果為形態(tài)學膨脹處理后的絕緣子串區(qū)域的特征集二值圖；
(3)絕緣子串的傾斜角度校正:應(yīng)用Hough變換提取絕緣子的長度和水平傾斜角后，對絕緣子串區(qū)域的二值圖中的絕緣子串進行傾斜角度校正，該步驟的輸出結(jié)果為旋轉(zhuǎn)后的絕緣子串二值圖；
(4)絕緣子串鋼帽和盤面區(qū)域提取:該步驟輸入為傾斜角度校正后的二值圖像，輸出結(jié)果為盤面和鋼帽區(qū)域的二值圖像和位置信息；
(5)根據(jù)步驟(I)的絕緣子串原始紅外圖像和步驟(4)輸出的盤面和鋼帽區(qū)域位置信息得到分割結(jié)果。
[0007]所述絕緣子串紅外圖像預(yù)處理的過程為: 步驟101:紅外圖像灰度化；
步驟102:圖像去噪；
步驟103:圖像二值化。
[0008]所述提取反映絕緣子串的特征集合的過程為:
步驟201:二值圖像的形態(tài)學骨架化；
步驟202:提取骨架圖的十字交叉點；
步驟203:二值圖像的形態(tài)學膨脹。
[0009]所述絕緣子傾斜角度校正過程為:
步驟301:絕緣子串特征集合Hough變換；
步驟302:絕緣子骨架長度和水平傾斜角計算；
步驟303:絕緣子串水平校正。
[0010]所述絕緣子串鋼帽和盤面區(qū)域提取過程為:
步驟401:形態(tài)學膨脹、腐蝕區(qū)域過濾；
步驟402:角度反校正。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果是，本發(fā)明把復(fù)雜抽象的區(qū)域提取問題轉(zhuǎn)化為簡單的二值形態(tài)學和數(shù)學統(tǒng)計問題，即對二值圖像中絕緣子盤面和鋼帽的邊緣進行形態(tài)學處理和統(tǒng)計分析，獲取最理想的分析結(jié)果，然后進行本發(fā)明算法分割提取，取得了很好的提取效果。本發(fā)明能實現(xiàn)絕緣子串紅外圖像中絕緣子鋼帽和盤面區(qū)域的自動、準確提取，為絕緣子的故障診斷提供必要的技術(shù)支持。
[0012]本發(fā)明方法適用于絕緣子串紅外圖像盤面和鋼帽區(qū)域的自動提取。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明提供的一種絕緣子串紅外圖像盤面和鋼帽區(qū)域自動提取方法的流程圖；
圖2為本發(fā)明實施例各步驟的圖譜；
圖2 (a)為含絕緣子串的紅外圖像圖；圖2 (b)為絕緣子串的紅外圖像二值圖；圖2(C)為絕緣子串的特征集二值圖；圖2 (d)為角度校正后的絕緣子串二值圖；圖2 (e)為盤面區(qū)域二值圖；圖2 (f)為鋼帽區(qū)域的二值圖；圖2 (g)為盤面區(qū)域分割結(jié)果圖；圖2 (h)為鋼帽區(qū)域分割結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明的內(nèi)容。
[0015]實施例:
步驟1:圖像預(yù)處理。將含絕緣子串的紅外圖像圖2 (a)輸入到圖像預(yù)處理程序，得到絕緣子串紅外圖像二值圖圖2 (b)o
[0016]步驟2:絕緣子特征提取。將絕緣子串紅外圖像二值圖圖2 (b)輸入到絕緣子特征提取程序，得到絕緣子串的特征集二值圖圖2 (C)。
[0017]步驟3:絕緣子的傾斜角度校正。將絕緣子串的特征集二值圖圖2 (c)輸入到絕緣子傾斜角度校正程序，得到角度校正后的絕緣子串二值圖圖2 (d)。
[0018]步驟4:絕緣子串鋼帽和盤面區(qū)域提取。將角度校正后的絕緣子串二值圖圖2(d)輸入到絕緣子串鋼帽和盤面區(qū)域提取程序，得到盤面區(qū)域二值圖圖2 Ce)和鋼帽區(qū)域的二值圖圖2 (f)。
[0019]步驟5:輸出盤面區(qū)域分割結(jié)果圖圖2 (g)、鋼帽區(qū)域分割結(jié)果圖圖2 (h)o
【主權(quán)項】
1.一種絕緣子串紅外圖像盤面和鋼帽區(qū)域的自動提取方法，其特征在于，所述方法將現(xiàn)場拍攝的絕緣子串紅外圖像進行預(yù)處理得到二值圖，然后使用形態(tài)學方法從二值圖中提取反映絕緣子串的特征集合，應(yīng)用Hough變換對二值圖進行角度校正，最后通過區(qū)域提取中的特定算法提取出絕緣子的盤面和鋼帽區(qū)域；所述方法的步驟為: (O圖像預(yù)處理:對絕緣子串原始紅外圖像進行預(yù)處理，包括紅外圖像灰度化、去噪和二值化；該步驟輸入為現(xiàn)場拍攝的絕緣子串紅外圖像，輸出結(jié)果為紅外圖像中絕緣子串與背景初步分割的二值圖； (2)絕緣子特征提取:使用形態(tài)學方法從二值圖中提取反映絕緣子串的特征集合，該步驟的輸出結(jié)果為形態(tài)學膨脹處理后的絕緣子串區(qū)域的特征集二值圖； (3)絕緣子串的傾斜角度校正:應(yīng)用Hough變換提取絕緣子的長度和水平傾斜角后，對絕緣子串區(qū)域的二值圖中的絕緣子串進行傾斜角度校正，該步驟的輸出結(jié)果為旋轉(zhuǎn)后的絕緣子串二值圖； (4)絕緣子串鋼帽和盤面區(qū)域提取:該步驟輸入為傾斜角度校正后的二值圖像，輸出結(jié)果為盤面和鋼帽區(qū)域的二值圖像和位置信息； (5)根據(jù)步驟(I)的絕緣子串原始紅外圖像和步驟(4)輸出的盤面和鋼帽區(qū)域位置信息得到分割結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕緣子串紅外圖像盤面和鋼帽區(qū)域的自動提取方法，其特征在于，所述絕緣子串紅外圖像預(yù)處理的過程為: (1)紅外圖像灰度化； (2)圖像去噪； (3)圖像二值化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕緣子串紅外圖像盤面和鋼帽區(qū)域的自動提取方法，其特征在于，所述提取反映絕緣子串的特征集合的過程為: (1)二值圖像的形態(tài)學骨架化； (2)提取骨架圖的十字交叉點； (3)二值圖像的形態(tài)學膨脹。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕緣子串紅外圖像盤面和鋼帽區(qū)域的自動提取方法，其特征在于，所述絕緣子串傾斜角度校正過程為: (1)絕緣子串特征集合Hough變換； (2)絕緣子骨架長度和水平傾斜角計算； (3)絕緣子串水平校正。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕緣子串紅外圖像盤面和鋼帽區(qū)域的自動提取方法，其特征在于，所述絕緣子串鋼帽和盤面區(qū)域提取過程為: (O形態(tài)學膨脹、腐蝕區(qū)域過濾； (2)角度反校正。
【專利摘要】一種絕緣子串紅外圖像盤面和鋼帽區(qū)域的自動提取方法，所述方法將現(xiàn)場拍攝的絕緣子串紅外圖像進行預(yù)處理得到二值圖，然后使用形態(tài)學方法從二值圖中提取反映絕緣子串的特征集合，應(yīng)用Hough變換對二值圖進行角度校正，最后通過區(qū)域提取中的特定算法提取出絕緣子的盤面和鋼帽區(qū)域；所述方法的步驟包括：（1）圖像預(yù)處理；（2）絕緣子特征提??；（3）絕緣子串的傾斜角度校正；絕緣子串鋼帽和盤面區(qū)域提?。唬?）根據(jù)步驟（1）的絕緣子串原始紅外圖像和步驟（4）輸出的盤面和鋼帽區(qū)域位置信息得到分割結(jié)果。本發(fā)明對二值圖像中絕緣子盤面和鋼帽的邊緣進行形態(tài)學處理和統(tǒng)計分析，獲取最理想的分析結(jié)果，然后進行分割提取，取得了很好的提取效果。
【IPC分類】G06T7-00
【公開號】CN104794707
【申請?zhí)枴緾N201510161115
【發(fā)明人】李唐兵
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)江西省電力科學研究院
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月8日