[發明專利]一種六氟化硫壓力儀表圖像自動識別方法

在審

• 申請號: 201410705151.7
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN104573702A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 吳志強;何海林;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 長沙眾治電氣技術有限公司
• 主分類號: G06K9/60
• 分類號: G06K9/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電力系統儀表圖像自動識別方法，具體是涉及一種計算機圖像處理技術在GIS六氟化硫壓力儀表圖像自動識別領域的應用。

背景技術

輸變電系統中，六氟化硫氣體作為一種重要的絕緣介質，常常被用在高壓、中壓六氟化硫負荷開關，組合電氣柜（GIS）等電氣設備中，并通過壓力表來對絕緣介質六氟化硫的壓力進行監測，以確保設備的絕緣安全。

目前，大多數的儀表讀數都是靠人工去現場讀數采集，或者通過安裝固定的攝像頭來采集圖像傳回計算機再進行人工讀數。上述數據采集方式需要大量的值守人員不斷地在儀表和計算機前進行記錄，增加了電站的管理成本和人力資源消耗，并且高壓電站還具有一定的危險性，數據采集時需要對安全距離進行限制，從而降低了工作效率。如果能通過計算機模式識別技術對GIS六氟化硫壓力儀表進行準確快速的自動識別，無疑對降低電站運行成本、提高可靠性將具有重要的作用。

計算機圖像處理技術在工程領域特別是高壓輸電領域中有著廣泛的應用。通過采用圖像儀表自動識別技術，可以很好的解決人工儀表識別過程中存在的各種問題，提高識別的精度和效率，降低變電站的管理維護成本。目前，針對儀表圖像識別的方法有多種，但是針對六氟化硫壓力表這種特定儀表進行模式識別的方法很少，因此研究一種六氟化硫儀表圖像指針讀書模式識別技術具有非常大的實用價值。

發明內容

針對背景技術中提到的問題及現有研究方法的存在的不足，難以滿足實際應用中六氟化硫壓力表圖像自動識別讀數的需要，本發明提出了一種針對六氟化硫壓力儀表的圖像自動識別方法。

一種六氟化硫壓力儀表圖像自動識別方法，其特征在于，所述方法包括以下具體實施步驟：

A.首先通過儀表視頻監控設備獲取現場儀表指針圖像，并將圖像傳回計算機;

B.對傳回的彩色圖像進行灰度化處理轉化為灰度圖像；

C.灰度化后的圖像先采用形態學上的開運算進行圖像膨脹，再將其進行灰度反轉和灰度細化操作；

D.圖像二值化處理，具體包括：

1)讀入預處理后的灰度圖像記為矩陣I，把矩陣I中整數值轉化為浮點值，得到圖像矩陣J；

2)?采用最大間類方法尋找合適的灰度閾值：記g為圖像前景與圖像背景的分割閾值，前景點數占圖像比例為p，平均灰度為u；背景點數占圖像比例為q，平均灰度為w，則圖像的總平均灰度為：?;

3)前景和背景圖像的方差：

，當方差g最大時，可以認為此時前景和背景達到最大差異，即為合適的灰度閾值;

4)結合步驟D中的灰度閾值把圖像矩陣J二值化處理，通過差分化算法對圖像進行優化，最后在對該圖像進行中值濾波處理。

E.同時對灰度圖像采用sobel算子邊緣檢測，得到儀表圖像指針輪廓及圖像刻度盤的邊緣。

F.對圖像矩陣J進行霍夫變換，從圖像空間對應到參數空間（X，Y，P），通過搜索超過閾值的聚集點得到儀表圖像圓心坐標和半徑r，對于矩陣J中的某一點（x，y），如果是在圓心為和半徑為r的圓上，則其對應的參數空間滿足：

?，其中?，采用霍夫變換對儀表圓盤圖像進行檢測，可以把中心點和邊緣準確找到。

G.根據圓形儀表刻度起點和終點的特征來提取參考點的坐標，本算法選終點位置為參考點。

H.根據步驟F和步驟G中獲取的圖像圓心坐標、參考終點坐標和指針坐標計算讀數。

本發明為一種六氟化硫壓力儀表圖像自動識別方法，本發明相對于其他圖像識別技術的優勢在于不需要提前建立模板圖像數據庫，通過對圖像的特征分離與識別可實現六氟化硫壓力儀表圖像指針自動識別讀數，極大的方便了變電站工作人員對電力設備運行狀態的遠程監控，提高了工作效率，降低了變電站的運行維護成本，具有很高的工程實用價值。

附圖說明

圖1為本發明提供的一種六氟化硫壓力儀表圖像自動識別方法流程圖；

圖2為本發明圖像二值化處理流程圖；

圖3為本發明針對六氟化硫壓力儀表具體實施的圖像識別過程和結果。

具體實施方式

下面結合附圖，對六氟化硫壓力儀表進行識別的具體操作過程。

A.圖像獲取：儀表監控設備獲取當前儀表圖像，通過傳輸設備傳回計算機。

B.對獲取的圖像進行灰度變換，如圖3（a）所示。