[發(fā)明專利]一種提高輸電線路通道隱患檢測準確率的圖像匹配方法

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• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107833212A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發(fā)明（設計）人: 李程啟;白德盟;林穎;楊祎;秦佳峰;楊波;黃振寧;孫曉斌;劉輝
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)山東省電力公司電力科學研究院;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/33;G06Q50/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發(fā)明涉及一種提高輸電線路通道隱患檢測準確率的圖像匹配方法。

背景技術

隨著信息化技術的飛速發(fā)展，“大云物移”關鍵技術的攻克，其技術在電力行業(yè)各業(yè)務系統(tǒng)中也得到了深入應用，為設備狀態(tài)評估、風險預測等提供了技術支撐，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提供了保障。

在電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測及防護方面，隨著電網(wǎng)輸電統(tǒng)一監(jiān)控平臺及可視化監(jiān)控平臺的建設，桿塔上已經(jīng)安裝了大量的圖像、視頻及其他監(jiān)測裝置，成為“大云物移”技術在輸電領域的典型應用。以山東電網(wǎng)為例，已有百條線路超過50％的覆蓋率，達到可視化線路的建設目標，每天有幾十萬張圖片上傳到電網(wǎng)后臺系統(tǒng)中，對這些圖片的分析、判斷、預警、識別成為重要的工作目標。

在對這些圖片分析過程中，以通道圖像為場景做背景建模，實時圖片與模型進行差異分析，是基本的場景變化分析手段。在判斷場景發(fā)生變化的基礎上，對場景變化區(qū)域再做目標識別，基于差分算法的變化分析方法是目前通用的一般性分析方法。

前端可視化監(jiān)拍裝置一般安裝在輸電線路桿塔上，支持定時拍照或主動召喚的工作方式，在復雜的野外場景和氣象條件下，嚴重影響圖像差分分析效果的因素如下：

1、因為野外的地理場景和氣象影響，桿塔本身會產生一定的晃動，尤其是對于電壓等級較高的大型鐵塔，晃動的幅度更大；

2、背景中的目標會產生晃動或者舞動；

3、天氣、云彩、光照是影響差分效果的重要因素。

由于上述干擾因素的存在，造成輸電線路通道隱患檢測準確率低下。

發(fā)明內容

本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種提高輸電線路通道隱患檢測準確率的圖像匹配方法，本發(fā)明能快速實現(xiàn)圖像匹配，根據(jù)圖像匹配結果，進行差分分析，可有效降低變化的誤識別、減少差分噪聲的產生，提高分析結果準確率。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種提高輸電線路通道隱患檢測準確率的圖像匹配方法，對圖像進行灰度變換，提取特征點，利用匹配算法對特征點進行初步匹配，利用基于網(wǎng)格的運動統(tǒng)計消除其中的錯誤匹配，形成最終的匹配結果，對相鄰圖像進行查分處理。

采用SUSAN角點檢測算法提取特征點。

進一步的，利用模板在圖像上移動，模板內部每個圖像像素點的灰度值都和模板中心像素的灰度值作比較，若模板內某個像素的灰度與模板中心像素灰度的差值小于一定閾值，則認為該點與中心像素具有相同或相近的灰度，滿足該條件的像素組成區(qū)域。

進一步的，統(tǒng)計模板中和中心像素點有相似亮度值的像素個數(shù)，使用角點響應函數(shù)，若某個像素點的區(qū)域值小于某一特定閾值，則該點被認為是初始角點。

進一步的，對初始角點進行非極值抑制來求得最后的角點，即為特征點。

利用暴力匹配算法進行初步匹配。

進一步的，將圖像表示成多個特征向量的組成，特征向量的相似程度依次找出兩幅圖像中相似度最高的兩個特征向量并連線，形成匹配。

用特征向量之間的歐氏距離來衡量，歐式距離越小，則特征向量越相似。相似度小于設定值的特征向量視為錯誤匹配。

消除錯誤匹配，提高匹配精確度。

第一步：將圖像劃分成網(wǎng)格，里面取得是20x20大小的格子；

第二步：尋找特征點周圍的關鍵點，如果這個點與關鍵點的關系與在另一幅圖像中的關系是一致的，則為support集合；

第三步：將運動平滑度作為一個統(tǒng)計量，利用海明距離進行局部區(qū)域的匹配；用上述方法進行篩選，保留正確的匹配點，以消除錯誤匹配。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明基于網(wǎng)格運動統(tǒng)計實現(xiàn)圖像快速匹配提高輸電線路通道圖片差分分析準確率的方法，實現(xiàn)了輸電線路通道內前后圖像之間、圖像與模型之間進行快速匹配；

(2)本發(fā)明能夠對于桿塔及攝像頭晃動造成拍攝圖像的平移，準確檢測到平移造成的差異；

(3)本發(fā)明能夠檢測到目標的晃動造成的微小差異，能將天氣等外界原因產生的差異去除掉，提高準確率。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。

圖1(a)、圖1(b)是本發(fā)明場景攝像頭發(fā)生平移情況圖；

圖2是本發(fā)明的直接差分得到的結果圖；

圖3是本發(fā)明的根據(jù)圖像匹配算法得到的匹配結果示意圖；

圖4是本發(fā)明的匹配完成后，得到的差分結果圖示意圖。