[發(fā)明專利]無(wú)人機(jī)油氣管線影像自動(dòng)對(duì)比分析方法、系統(tǒng)及軟件存儲(chǔ)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710994740.5
• 申請(qǐng)日: 2017-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN107818303B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 衛(wèi)東;尚洪猛;祝夢(mèng)花;姚本全;王知音
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中石化石油工程地球物理有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06T5/00;G06T7/11;G06T7/32;G06T7/66;G06T7/90
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

1.一種無(wú)人機(jī)油氣管線影像自動(dòng)對(duì)比分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取無(wú)人機(jī)拍攝的油氣管線沿途的多時(shí)相圖像，圖像均包含對(duì)應(yīng)的地理坐標(biāo)，根據(jù)地理坐標(biāo)裁剪前后時(shí)相圖像的重疊區(qū)，將當(dāng)前時(shí)相的重疊區(qū)作為待配準(zhǔn)圖像，將之前時(shí)相的重疊區(qū)作為參考圖像；

S2、對(duì)待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行亮度均衡處理；

S3、將待配準(zhǔn)圖像分割成格網(wǎng)，將每個(gè)格網(wǎng)與參考圖像進(jìn)行模板配準(zhǔn)，記錄每個(gè)格網(wǎng)與參考圖像中的配準(zhǔn)格網(wǎng)之間的配準(zhǔn)參數(shù)向量，包括平移參數(shù)、旋轉(zhuǎn)參數(shù)和縮放參數(shù)，該向量即差異熵向量；完成所有格網(wǎng)模板配準(zhǔn)后，形成差異熵向量表；

S4、根據(jù)差異熵向量表中每一個(gè)單元值，對(duì)相應(yīng)格網(wǎng)及其配準(zhǔn)格網(wǎng)分別進(jìn)行比值計(jì)算，并改變格網(wǎng)順序重新計(jì)算一次比值，將兩次計(jì)算的結(jié)果求并集，得到一幅增強(qiáng)差異的比值結(jié)果影像；

計(jì)算并集的方法為：

相應(yīng)格網(wǎng)及其配準(zhǔn)格網(wǎng)分別進(jìn)行比值計(jì)算，得到比值圖像命名為T1，將待比較的左右兩圖進(jìn)行互換，重新進(jìn)行一次比值，得到第二張比值圖像，命名該圖像為T2；將兩次比值的結(jié)果進(jìn)行并集操作，即將T1和T2進(jìn)行并集計(jì)算，計(jì)算的方式為：

T0_x＝max(T1_x,T2_x)

其中，并集圖像為T0，即為比值結(jié)果影像；

S5、對(duì)比值結(jié)果影像進(jìn)行飽和度閾值分割，使比值結(jié)果影像中的變化區(qū)域灰度值不變，未變化區(qū)域的灰度值設(shè)為0，將飽和度閾值分割的結(jié)果灰度化；

S6、對(duì)灰度化圖像進(jìn)行二值化分割，并通過(guò)形態(tài)學(xué)開運(yùn)算去除圖像噪聲；

S7、對(duì)去噪后的二值化圖像進(jìn)行矢量化，提取白色區(qū)域輪廓，得到差異多邊形矢量，計(jì)算差異多邊形質(zhì)量矩，得到其重心坐標(biāo)，即為差異中心坐標(biāo)；根據(jù)差異中心坐標(biāo)在圖像中定位并進(jìn)行人工二次篩查，判斷該位置是否發(fā)生油氣管線損壞。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)油氣管線影像自動(dòng)對(duì)比分析方法，其特征在于，步驟S2中進(jìn)行圖像亮度均衡處理的方法為：

將待配準(zhǔn)圖像和參考圖像從RGB空間轉(zhuǎn)換到HSV空間，分別對(duì)兩幅圖像的亮度分量進(jìn)行直方圖均衡，其公式為：

其中，L為灰度級(jí)256，h(x_i)表示直方圖中每個(gè)灰度級(jí)像素的個(gè)數(shù)，w和h分別表示圖像的寬和高；

直方圖均衡化后對(duì)圖像進(jìn)行逆變換，使其從HSV空間轉(zhuǎn)回RGB空間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)油氣管線影像自動(dòng)對(duì)比分析方法，其特征在于，步驟S3中對(duì)格網(wǎng)進(jìn)行模板配準(zhǔn)的方法具體為：

將待配準(zhǔn)圖像分割成格網(wǎng)，格網(wǎng)大小為256*256像素，以格網(wǎng)為中心，在參考圖像中裁剪出面積為格網(wǎng)面積9倍的區(qū)域，將每個(gè)格網(wǎng)作為模板，在參考圖像中裁剪的區(qū)域中進(jìn)行模板配準(zhǔn)；計(jì)算模板與裁剪區(qū)域之間的相似度，其公式為：

T'(x',y')＝T(x',y')-1/(w·h)∑_x”,y”T(x”,y”)

I'(x+x',y+y')＝I(x+x',y+y')-1/(w·h)∑_x”,y”I(x+x”,y+y”)

其中，w、h為模板圖像寬度和高度，T(x',y')為模板圖像在(x',y')處的像素灰度值，I(x+x',y+y')為參考圖像在(x+x',y+y')處的像素灰度值；計(jì)算r、g、b三個(gè)波段相似度的均值為最終的模板相似度；

得到的相似度形成一個(gè)陣列，該陣列本身也形成一個(gè)單通道的灰度圖像，記錄灰度圖像中的最亮點(diǎn)對(duì)應(yīng)的格網(wǎng)為配準(zhǔn)格網(wǎng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)油氣管線影像自動(dòng)對(duì)比分析方法，其特征在于，步驟S4中計(jì)算比值的方法為：

按照以下公式計(jì)算格網(wǎng)與配準(zhǔn)格網(wǎng)之間的比值：

其中，X₁和X₂分別為進(jìn)行對(duì)比的兩個(gè)圖像格網(wǎng)中的像素?cái)?shù)值。