[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

一種基于紅外圖像的瓷絕緣子串鐵帽盤面邊緣檢測方法，包括對絕緣子串的紅外圖像進行預處理操作，包括灰度化、中值濾波及基于Otsu自動閥值的灰度線性變換圖像增強；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，采用Hough變換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，并對所有梯度求和；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和盤面的分割；得到分割的鐵帽和盤面的二值區域。

技術領域

本發明涉及變電站及輸電線路瓷質絕緣子串紅外圖像邊緣檢測方法，屬變電站以及輸電線路上的瓷質絕緣子劣化檢測領域。

背景技術

瓷質絕緣子在輸配電網中應用廣泛，在架空線路以及變電站中起重要作用。但絕緣子亦是故障多發元件，運行中的瓷質絕緣子因長期經受機電負荷、大氣污染、冷熱變化等作用，會使得絕緣子的絕緣性能和機械性能下降，劣化絕緣子會對電網安全產生嚴重影響，對其進行狀態安全檢測尤其重要。紅外檢測對高壓瓷質絕緣子狀態檢測是一種高效可靠的技術，利用檢測結果，對絕緣子串實現自動定位和自動分割，已經成為智能檢測劣化絕緣子串的重要發展方向。邊緣檢測是對紅外圖像中的瓷質絕緣子串進行圖像分割的重要前提，可為在線自動檢測劣化絕緣子奠定基礎。

Canny邊緣檢測算法經常用作標準算法，但會將部分高頻邊緣分量平滑掉，易造成邊緣丟失。小波變換模極大值邊緣檢測算法的原理是沿著梯度方向，在某一范圍內檢測模值，對于極大值予以保留，非極大值予以刪除。其優點是在時域和頻域都具有良好的局部特性，這種特性可用于邊緣檢測。數字濾波器根據其沖激響應函數的時域特性可以分為無限長沖激響應濾波器(IIR)和有限長沖激響應濾波器(FIR)。IIR濾波器特點是具有無線持續時間沖激響應，這種濾波器一般要通過遞歸模型來實現。FIR濾波器的沖擊響應只能延續一段時間，既可用遞歸方式，也可采用非遞歸方式實現。單尺度形態學梯度邊緣檢測算法的性能取決于結構元素的大小，如果結構元素足夠大，則對斜坡邊緣來說，這個梯度算法的輸出等于邊緣高度。大結構元素會造成邊緣間互相影響嚴重，將導致梯度極大值與邊緣不一樣；然而，若結構元素過小，則梯度算法雖然有高的分辨率，但諧波元素會產生一個很小的輸出結果。

發明內容

發明目的：為了克服背景技術中的缺點，本發明實施例提供了一種基于紅外圖像的瓷絕緣子串鐵帽盤面邊緣檢測方法，能夠有效解決上述背景技術中涉及的問題。

技術方案：一種基于紅外圖像的瓷絕緣子串鐵帽盤面邊緣檢測方法，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。

作為本發明的一種優選方式，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。