[發明專利]一種基于Kaiser窗FFT四峰插值修正的圖像融合方法

在審

• 申請號: 201711259381.5
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN107945147A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 史俊;謝照祥;李文亮;楊堂華;張冠一;劉興濤;周長樂;史翠紅;陳仕驕;王杰;李衛
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司普洱供電局
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所53106
• 代理人: 何健

技術領域

本發明涉及供電系統電能計量領域以及數字化電能計量領域，具體涉及一種基于Kaiser窗FFT四峰插值修正的圖像融合方法。

背景技術

絕緣性能劣化的高壓設備在絕緣完全失效之前往往伴隨有早期的異常發熱或者放電征兆信號，發熱伴隨有紅外線的輻射，而放電伴隨有紫外線輻射，因此通過紅外熱像儀和紫外成像儀可間接地評估運行設備的絕緣狀況并及時發現設備缺陷。

但在工程實際中，有些設備缺陷并不能同時被紫外成像儀和紅外成像儀檢測出，單用一種儀器容易出現漏檢，缺乏紅外紫外聯合檢測分析的機制。同時電力設備帶電巡檢費時費力，檢修任務重、周期長，很難及時發現設備是否存在隱患，隨著在線監測技術的發展，變電站設備檢測工作也將實現向自動化、無人化、實時在線分析方向發展。

研發三波段光學成像在線監測裝置，實現變電站全站電力設備的紅外溫度及SF6檢漏、紫外、高清可見光聯合實時監測，創新性地聯合紅外、紫外和高清可見光圖像信息進行分析，結合電力行業標準，應用自適應神經網絡對圖像缺陷信息進行特征提取，迅速得出缺陷信息并進行分析判斷，為檢修提出相關依據。

發明內容

本發明的目的在于提出一種基于Kaiser窗FFT四峰插值修正的圖像融合方法，充分利用峰值頻率點左右四條譜線的對稱性和Kaiser窗函數的優良的主、旁瓣性能，以達到高精度圖像融合的要求。

本發明一種基于Kaiser窗FFT四峰插值修正的圖像融合方法，包括以下步驟：S1：基于Kaiser窗FFT四峰插值修正公式、FFT的頻移性和窗函數Kaiser的頻譜在基波、諧波和間諧波峰值頻率點左、右兩側四條對稱譜線的幅值得到信號基波、諧波和間諧波的通用幅值、相位和頻率插值修正公式；S2：根據所述通用幅值、相位和頻率修正公式計算被測圖像信號的基波、諧波和間諧波的幅值、相位和頻率參量；S3：根據所述被測圖像信號的基波、諧波和間諧波的幅值、相位和頻率參量分別計算出基波、諧波、間諧波。

本發明一種基于Kaiser窗FFT四峰插值修正的圖像融合方法，Kaiser窗函數是一組可調的窗函數，通過自由選擇形狀參數β來調整主瓣寬度和旁瓣高度的比重，β值越大，窗函數頻譜的主瓣寬度越寬，旁瓣峰值越小。本專利采用形狀參數β＝22的Kaiser窗函數，其主瓣寬度是28π/N，旁瓣峰值為-172dB，旁瓣衰減速率14dB/otc，具有較好的主、旁瓣性能。

另外，本發明基于Kaiser窗FFT四峰插值修正的圖像融合方法，還可以具有如下附加的技術特征：

進一步地，步驟S1進一步包括：S101：基于Kaiser窗FFT四峰插值修正公式、FFT的頻移性和窗函數Kaiser的頻譜在基波、諧波和間諧波峰值頻率點左、右兩側四條對稱譜線的幅值表達出四峰譜線幅值比值參數γ的公式；S102：對比值參數γ進行多項式擬合逼近，擬合出基于Kaiser窗FFT四峰譜線的通用頻率修正系數δ的公式；S103：根據被測信號的幅值公式擬合出通用的幅值修正系數g(δ)的公式；S104：根據通用的幅值修正系數g(δ)的公式和通用頻率修正系數δ的公式得到通用幅值修正公式、通用相位修正公式和通用頻率修正公式。

進一步地，步驟S2進一步包括：S201：對圖像信號分別施加Kaiser窗函數，并進行FFT變換以得到所述信號施加Kaiser窗函數的頻譜；S202：利用峰值檢測技術，分別檢測出被測電壓、電流信號的基波、諧波以及間諧波峰值點左、右兩側的四條對稱譜線的幅值；S203：利用四峰譜線幅值比值參數比值公式，分別計算出圖像信號的基波、諧波以及間諧波峰值點處的四峰譜線幅值比值參數γ的值；S204：根據圖像信號的基波、諧波以及間諧波峰值點處的四峰譜線幅值比值參數γ的值，并根據所述Kaiser窗FFT四峰插值修正公式計算被測信號基波、諧波以及間諧波峰值點處的頻率修正系數δ的值；S205：根據修正系數δ的值得到被測信號基波、諧波以及間諧波峰值點處的幅值修正系數g(δ)的值；S206：根據修正系數δ的值和修正系數g(δ)的值插值修正出被測電壓、電流信號的基波、諧波和間諧波的幅值、相位和頻率。

進一步地，通用頻率修正系數δ的計算公式為：

δ＝3.1041273·γ+0.7046599·γ³+0.35296224·γ⁵+0.22441945·γ⁷+0.16913521·γ⁹。

進一步地，通用幅值修正系數g(δ)的計算公式為：