[發明專利]一種基于紅外圖像的瓷絕緣子串鐵帽盤面邊緣檢測方法

在審

• 申請號: 201810853592.X
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN109146852A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 陸倚鵬;劉洋;高嵩;尹駿剛;姚建剛
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學院研究院;湖南湖大華龍電氣與信息技術有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/155
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

1.一種基于紅外圖像的瓷絕緣子串鐵帽盤面邊緣檢測方法，其特征在于：包括以下步驟：對絕緣子串的紅外圖像進行預處理操作，所述預處理操作包括灰度化、中值濾波以及基于Otsu自動閥值的灰度線性變換圖像增強三個部分；

對處理后的絕緣子串圖像進行形態學處理，所述形態學處理包括骨架化、腐蝕以及膨脹操作；

當紅外圖像中絕緣子串傾斜時，利用絕緣子串圖像的幾何特征，確定中心點并采用Hough變換提取出絕緣子串所在直線，對絕緣子串傾斜角度進行估計矯正，將絕緣子串旋轉至圖像中的水平位置；

將傳統多尺度形態學梯度算法中的三維梯度拓展至六維梯度，并對所述六維梯度進行求和；

利用改進的多尺度形態學六維梯度算法確定絕緣子串邊緣所在像素點的位置，通過最大連通區域方法將所述絕緣子串單獨進行提取；

通過確定面積閾值在提取出的絕緣子串上進行鐵帽以及盤面的分割；

得到分割的鐵帽以及盤面的二值區域。

2.根據權利要求1所述的一種基于紅外圖像的瓷絕緣子串鐵帽盤面邊緣檢測方法，其特征在于：對處理后的絕緣子串圖像進行形態學處理還包括：

在骨架化處理中，絕緣子串的水平中軸線作為骨架。

3.根據權利要求1所述的一種基于紅外圖像的瓷絕緣子串鐵帽盤面邊緣檢測方法，其特征在于：對絕緣子串傾斜角度進行估計矯正還包括：

對二值圖像細化，獲取絕緣子串的骨架；

從骨架圖中計算出交點，作為Hough變換的特征點集S，所述交點為Hough變換的直線集和絕緣子串的交點；

采用Hough變換對S進行直線擬合，計算出最長的擬合直線L和其傾斜角θ，即用該傾斜角對絕緣子串圖像進行傾斜矯正。

4.根據權利要求3所述的一種基于紅外圖像的瓷絕緣子串鐵帽盤面邊緣檢測方法，其特征在于：計算出最長的擬合直線L和其傾斜角θ還包括：

通過圖像空間中的特征數據點去計算參數空間中的參數點的可能軌跡，并在一個累加器J(ρ，θ)中統計參考點，檢測Hough域中曲線最頻繁的交點(即J(ρ，θ)的最大值)，通過所述交點的直線即絕緣子串的位置，所述ρ以及θ為矯正的角度。

5.根據權利要求4所述的一種基于紅外圖像的瓷絕緣子串鐵帽盤面邊緣檢測方法，其特征在于：還包括：

經過Hough變換，將絕緣子串區域調整為水平位置，矯正的角度與水平角度相差數值小于1°。

6.根據權利要求1所述的一種基于紅外圖像的瓷絕緣子串鐵帽盤面邊緣檢測方法，其特征在于：通過最大連通區域方法將所述絕緣子串單獨進行提取還包括：

分割得到的圖像中僅存在絕緣子串，利用連通區域標記法將二值圖像中所有像素點值為1的區域分別標記；

提取最大面積區域，所述最大面積區域即為絕緣子串區域。

7.根據權利要求1所述的一種基于紅外圖像的瓷絕緣子串鐵帽盤面邊緣檢測方法，其特征在于：通過確定面積閾值在提取出的絕緣子串上進行鐵帽以及盤面的分割還包括：根據灰度圖像的投影統計計算過程，對于絕緣子串和導線像素點所構成的二值圖像f′(x，y)，其中m為圖像f′(x，y)的高度，n為f′(x，y)的寬度，則垂直方向的投影信號表示為：

其中

在MATLAB中輸入處理后的圖片f′進行上述操作，具體的算法過程如下：

1)對圖像f′的起始列進行逐行掃描，像素點間距d定義為一列0，1的數組中連續1的最大長度，記錄在二維數組D中，終點(i，j)的長度記為D(i，j)＝d，統計d出現的頻數并記錄在數組P中，即進行P(d)++操作；

2)對圖像的下一列，同樣按1)的方法進行操作，直至遍歷整個圖像；

3)濾去導線的干擾，導線的像素間距一般較小，且出現頻數較高，設定閾值φ，令P(i≤φ)＝0；

4)去除邊緣干擾，規定在間距值10％以內的都認為是等間距，則

5)求出P₁中頻數最大的兩極大值所對應的i，j，有P₁(i)＝max1，P₂(j)＝max2，(i＜j)，則i為鐵帽的間距，j為盤面的間距；

6)根據i，j分別反向計算求出鐵帽和盤面的二值圖像；

7)形態學處理，角度恢復；

8)結束，得到分割的鐵帽以及盤面的二值區域，用黑色區域表示鐵帽區域，灰色區域表示盤面區域。