[發明專利]一種提取直線塔絕緣子串的裝置及方法

有效

• 申請號: 201711105128.4
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN108665468B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 黃力;覃喬;唐波
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/45;G06T7/90;G06T5/00;G06T5/40;G06T7/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

1.一種基于降維灰度紋理-形狀矩陣提取直線塔絕緣子串的裝置，其特征在于包括以下模塊：

樣本存儲模塊，用于存儲各種型號絕緣子片的圖像，每張圖像都有第一象限內大小橢圓邊緣點連線在0°、30°、45°、60°、90°下能量、對比度、相關性、均勻度的值，并分配四個特征值一定的權值，生成一個參考值；

無人機航拍模塊，用于獲得超高壓輸電線路上的直線塔絕緣子串彩色圖像，并具備預處理功能；

邊緣檢測模塊，用于對預處理后的圖像進行邊緣檢測，檢測出來的邊緣線若是連接成一個矩形的則保留，把邊緣線的位置標記，并顯示到預處理后的圖像中，去除未標記的圖案，生成初次處理圖片；

航拍圖像細分模塊，把初次處理圖片分割成一塊塊小圖片，同樣把每張小圖片同樣本庫里一樣用兩個橢圓處理，計算出每張小圖片在第一象限0°、30°、45°、60°、90°下能量、對比度、相關性、均勻度的值，并分配四個特征值一定的權值，得到第一象限0°、30°、45°、60°、90°下各一個實際值；

通信對比模塊，相應角度下對比地面樣本庫內的參考值與無人機航拍的實際值，兩者差距若在一定閾值范圍內，則認為找到了航拍圖像中絕緣子串的實際位置，把該位置標記；

絕緣子串定位模塊，把標記的位置生成一幅二值圖像，與原初次處理圖像點乘，得到最終提取的直線塔絕緣子串圖像。

2.根據權利要求1所述一種基于降維灰度紋理-形狀矩陣提取直線塔絕緣子串的裝置，其特征在于：所述樣本存儲模塊，包括以下步驟：

步驟1.1，在生產商的設計資料中找到絕緣子串的型號，對不同型號的絕緣子片建立標準的樣本庫，然后建立超高壓輸電線路直線塔絕緣子串的圖像庫，這些圖像庫都有在不同距離和拍攝角度下的圖像，且對這些直線塔絕緣子串圖像可以隨時查閱和備份；

步驟1.2，把樣本的單片絕緣子圖像色彩分析，通過長短半軸長設置兩個不同大小的橢圓形，樣本的絕緣子片是鉛錘狀態，它的盤面剛好是一個橢圓形狀，故其長短半軸在圖像中可以計算出來，這樣用一個小于盤面半軸長的小橢圓覆蓋住絕緣子片本體的一部分，另一個大橢圓形大于整個絕緣子片的大小，但兩個橢圓的中心點和絕緣子片的中心點完全重合，大小橢圓邊的間隔設為w，然后人為保留兩個橢圓邊之間的灰度值，而把圖像其它部分的灰度值置0，生成一幅特定樣本的絕緣子片灰度圖像，這樣就大大減少了圖像的數據量；

步驟1.3，然后考慮這種形狀得到該種特定灰度圖像下的灰度共生矩陣即為降維灰度紋理-形狀矩陣，利用這種矩陣計算出在0°、30°、45°、60°、90°下能量、對比度、相關性、均勻度的值，并分配四個特征值一定的權值，得到在0°、30°、45°、60°、90°下各一個參考值；

其中，對能量、對比度、相關性、均勻度定義如下：

①、能量：灰度共生矩陣元素值的平方和；能量值大表明一種較均一和規則變化的紋理模式；

其中i和j代表的是灰度共生矩陣P的坐標位置，L是圖像的灰度級；

②、對比度：反映了圖像的清晰度和紋理溝紋深淺的程度；

其中i、j、L意義同(1)式；

③、相關性：它度量空間共生矩陣元素在行或列方向上的相似程度，因此，相關值大小反映了圖像中局部灰度相關性；

其中i、j、L意義同(1)式；

④、均勻度：反映圖像紋理的粗糙度，粗紋理的均勻度越大，細紋理的均勻度較小；

其中i、j、L意義同(1)式；

然后，對第一象限內大小橢圓邊緣點連線的0°、30°、45°、60°、90°下能量、對比度、相關性、均勻度的值進行權重分配，為q1、q2、q3、q4，分別乘以由式(1)、(2)、(3)、(8)計算出來的能量、對比度、相關性、均勻度的值，然后累加，得到參考值；具體公式如下：

RV(θ)＝q₁*ASM+q₂*CON+q₃*COR+q₄*IDM (9)

其中，q1+q2+q3+q4＝1，θ可取0°、30°、45°、60°、90°。