[發明專利]基于切比雪夫多項式描述子的輸電線路提取方法

有效

• 申請號: 201710568713.1
• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN107392127B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 程登峰;趙常威;劉安迪;季坤;嚴波;操松元;李森林;陳忠;楊為;楊海濤;鄧倩倩;張國寶;黃文禮;何凱
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網安徽省電力公司電力科學研究院;安徽南瑞繼遠電網技術有限公司;安徽大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/34;G06K9/46;G06K9/48
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

技術領域

本發明涉及電力系統、模式識別及分類領域，尤其是特定目標的分類與檢測。

背景技術

在電力系統中，架空線路輸電是電力工業發展以來所采用的主要輸電方式。依賴于人工對輸電線路進行巡檢和維護的方式不僅效率低、成本高，而且存在著很大的安全性問題。隨著智能技術的發展，利用計算機視覺和圖像處理技術對輸電線路的進行檢測，在保障電力系統的安全運行方面具有非常重要的作用。由于圖像數據獲取易受到傳感器、拍攝環境、拍攝角度等多種因素的影響，所獲得的圖像都不是單純的輸電線路，大多含有復雜的背景，研究復雜背景下的輸電線路的提取算法具有重要的意義。

近期，研究者們提出了許多在可見光圖像中利用計算機視覺和圖像處理技術來識別提取輸電線路的算法。文獻(“李朝陽，閻廣建等.高分辨率航空影像中高壓電力線的自動提取[J],中國圖象圖形學報,2007,12(6):1041-1047.”)提出了一種在復雜自然背景條件下,用Ratio算子和分段Radon變換從航空影像中自動提取550kV高壓電力線的算法，該方法能自動提取復雜自然背景下的高壓電力線，但該方法所處理是高空拍攝的影像，電力線程直線狀，無法提取具有程具有較大曲率的曲線狀電力線；文獻(“李彩林，馮朝暉等.復雜地物背景下的電力線提取方法[J]，計算機工程與應用，2016,52(22):198-202.”)在利用Canny算子提取圖像邊緣、Hough變換生成破碎直線段的基礎上提出一種根據電力線的幾何特征恢復完整電力線的算法,該算法可以無人機航拍影像中提取出完整的電力線，但該方法所處理是高空拍攝的影像，只能提取直線狀的電力線，無法提取曲線狀電力線；文獻(“張少平，楊忠等.基于特征檢測的航拍圖像電力線提取方法[J],應用科技，2012，39(5):36-39.”)在分析輸電線路無人機巡檢系統航拍圖像中電力線特征的基礎上，運用Ratio算子和Hough變換，提出一種基于特征檢測的電力線提取算法，但該方法所處理是無人機拍攝的影像，只能提取直線狀的電力線，無法提取曲線狀電力線；文獻(“Qirong Ma,Darren S.Goshi,Yi-Chi Shih,Ming-Ting Sun,An Algorithm for Power Line Detection and Warning Based on a Millimeter-Wave Radar Video[J],IEEE Transactions on Image Processing,2011,20(12):3534-3543.”)提出了一種基于Hough變換和支持向量機(SVM)的輸電線路檢測算法，將該算法用于檢測毫米波雷達所獲取的視頻圖像，但該方法無法處理存在復雜背景的可見光圖像中的電力線提取問題；文獻(“Wei Song,Xiaorui Hu,Jin Fu,Qing Zhou,Ting Zhou,Pengju Si,The Method of Hybrid-laser Image Spot Extracts Based on HSV Space SVD for Power Transmission Line Detection[C],2016IEEE International Conference on Information and Automation(ICIA),2016,1361-1364”)利用多個激光器用于定位，提出了一種基于HSV空間奇異值分解的輸電線路檢測算法，用于復雜環境和背景條件下的輸電線路檢測，但該方法仍無法處理曲線狀電力線提取問題；

現有大多數的已有的電力線檢測工作側重于直線檢測，并不能應用于具有較大曲率電力線圖像的檢測；同時，但在復雜背景中提取電力線還是存在提取的電力線斷裂不完整、算法復雜不穩定等不足之處。

發明內容

本發明為克服上述現有技術的不足之處，提供一種基于切比雪夫多項式描述子復雜背景下的輸電線路提取算法，以期能克服復雜背景對電力線檢測的影響，并能夠檢測和提取曲線狀電力線，從而能可以精確地提取復雜背景下的輸電線路。

本發明為解決技術問題所采用的技術方案是：

本發明一種基于切比雪夫多項式描述子的復雜背景下輸電線路提取方法的特點是按如下步驟進行：

步驟1、采集輸電線路上的若干幅電力線圖像，并進行中值濾波和直方圖均衡化的預處理，得到若干幅預處理后的電力線圖像；再利用閾值分割法對所述預處理后的電力線圖像進行處理，得到若干幅二值圖像，記任意一幅二值圖像為當前圖像；

步驟2、采用隨機Hough變換對所述當前圖像中的曲線進行檢測，得到若干條曲線，記任意一條曲線為C；