[發明專利]基于圖像分類的復雜背景下輸電線路圖像處理方法

有效

• 申請號: 201711008680.1
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107742301B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 周封;任貴新;郝婷;崔博聞;李隆;王晨光;劉健;胡海濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學;周封
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/143;G06T7/168;G06T7/155;G06K9/62;G06T5/40;G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了基于圖像分類的復雜背景下輸電線路圖像處理方法，屬于圖片處理技術領域。通過圖像特征變量統計、圖像分類、初次濾波、對比度增強、二次濾波、邊緣檢測、邊緣優化完成復雜背景下輸電線路圖像特征提取。本發明根據輸電線路圖像各顏色空間中的變量值對圖像進行分類處理，針對性強，處理效果好。通過對圖像灰度平均值和最大類間方差法求出的閾值進行線性變換確定直方圖均衡化的分段區間，拉伸區間和canny算子的參數，較好的完成圖像對比度增強和邊緣特征提取，適用性強。提出了一種邊緣優化方法，最大限度的去除非目標邊緣的影響。本發明能夠根據圖像特征進行自適應圖像處理，可靠性高，對實現輸電線路智能化在線監測有著重大的意義。

技術領域

本發明專利涉及圖片處理技術領域，尤其涉及一種基于圖像分類的復雜背景下輸電線路圖像處理方法。

背景技術

輸電線路是電力系統的重要組成部分，它擔負著輸送和分配電能的任務，輸電導線覆冰、舞動、斷線、弧垂過大等不正常狀態很容易導致輸電線路故障，嚴重影響電力系統的安全穩定運行，從而造成巨大經濟損失。因此，做好輸電線路監測和預防工作，及時發現，及時處理輸電線路故障，對電網安全運行具有重大意義。

目前，高壓輸電線路的監測主要是人工巡檢，通過人工現場觀察來獲取信息,但人工巡檢需要極大的人員投入，成本高，并且只能獲得輸電線路當時的狀態信息，誤差也比較大,而且對于一些交通不便的山區，人工巡檢具有一定的難度。因此，有必要對輸電線路進行實時在線監測，利用在線監測獲得的數據信息分析輸電線路的運行狀況，及時發現問題，及時預防，減少輸電線路故障造成的損失。

采用基于智能視頻的輸電線路在線監測技術能夠實時監測輸電線路狀況，通過對輸電線路視頻圖像進行智能分析處理，分析輸電線路故障，方法簡單，效率高，適用性強。目前國內關于此方面的專利十分稀少，如中國專利“基于視頻差異分析的輸電線路絕緣子覆冰厚度測量方法”（申請號：201110173506.9）等類型專利，都提出了運用圖像處理的方法來分析輸電線狀態并判斷輸電線故障，具有效率高，適用性強的優點，但是目前國內諸如此類的專利大多僅僅針對幾張相同類型的圖像討論圖像處理方法，沒有考慮不同圖像背景對輸電線路圖像處理效果的影響，難以對不同背景類型的輸電線路圖像進行正確分析，具有非常大的局限性，無法實現輸電線路高度智能化在線監測。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提出了一種基于圖像分類的復雜背景下輸電線路圖像處理方法。該方法效率高，適用性強，能夠根據不同背景類型的圖像特征進行自適應圖像處理，可靠性高，極大的改善了圖像處理效果，另外提出了一種非輸電線邊緣去除方法，可以有效去除非輸電線邊緣，方便進行進一步的輸電線路故障分析。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

所述的基于圖像分類的復雜背景下輸電線路圖像處理方法，包括以下步驟：

步驟1：計算輸電線路圖像中與圖像特征相關的各變量值；

步驟2：根據計算出的各變量值對輸電線路圖像進行分類；

步驟3：根據不同類別輸電線路圖像的特征，預估其對比度增強處理可能產生的效果，分別采用適合的濾波方法進行初次濾波；

步驟4：對不同類別輸電線路圖像分別進行適合的分段直方圖均衡化增強處理，然后根據處理效果，分別采用適合的濾波方法進行二次濾波；

步驟5：采用canny邊緣檢測算法檢測輸電線路邊緣；

步驟6：采用概率霍夫直線變換和形態學運算結合圖像像素特征統計排除方法，對輸電線路邊緣進行提取，同時去除非輸電線路邊緣，得到最終的輸電線路輪廓。

所述的步驟1中的變量值包括：輸電線路圖像的灰度平均值，亮度平均值，特定灰度值區間的像素點數量，RGB三通道的各通道像素平均值之差的絕對值，前景背景分割閾值，前景背景分割閾值與像素灰度平均值之差的絕對值。