[發明專利]一種電力刀閘圖像中直線段提取方法

有效

• 申請號: 201910332865.0
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN110189344B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 李慶武;馬嘯川;雷萍
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/11;G06T5/30;G06V10/762
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;許婉靜

1.一種電力刀閘圖像中直線段提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)圖像預處理，對圖像進行邊緣檢測、二值化和形態學膨脹處理；

圖像預處理具體步驟包括：

11)令Img表示輸入圖像，對輸入圖像Img進行邊緣檢測，將邊緣檢測結果圖像記為ImgEdge；

12)對邊緣檢測結果圖像ImgEdge進行OSTU二值化處理，將二值化結果圖像記為ImgBw；

13)對二值化結果圖像ImgBw進行形態學膨脹，將膨脹結果圖像記為ImgDilated；

14)對膨脹結果圖像ImgDilated進行圖像細化，將細化結果圖像記為ImgThin；

2)對預處理后的圖像進行直線檢測，得到先驗直線段；對細化結果圖像ImgThin進行Hough直線檢測，檢測出的直線段即為先驗直線段，記為priorSegLine，priorSegLine[i]表示第i條先驗直線段，i的取值范圍是1～n^pSL，n^pSL是priorSegLine的總數量；

3)基于先驗直線段進行直線粗擬合，得到粗擬合直線；具體步驟如下：

31)計算直線段的歸屬像素點集：

將先驗直線段priorSegLine[i]所表示的直線記為priorLine[i]，priorLine[i]的表示公式如下：

0＝A_ix+B_iy+C_i

其中，A_i、B_i和C_i表示直線priorLine[i]的一般式方程參數，x和y分別表示圖像中的橫縱坐標；

歸屬像素點集表示細化結果圖像ImgThin中所有距離直線priorLine[i]不超過閾值T₁的像素點，若圖像中的像素點滿足如下公式，則將該像素點記為先驗直線段priorSegLine[i]的一個歸屬像素點：

其中，(x₀,y₀)表示細化結果圖像ImgThin中的像素點；

將所有滿足上式的像素點(x₀,y₀)的集合記為歸屬像素點集pointsAttached[i]，表示先驗直線段priorSegLine[i]的歸屬像素點集；

32)基于最小二乘法對歸屬像素點集進行直線擬合：

基于最小二乘法對歸屬像素點集pointsAttached[i]進行直線擬合，擬合得到的直線即粗擬合直線，記為initialLine[i]，并將粗擬合直線initialLine[i]的斜率記為截距記為其中斜率和截距的計算公式如下：

其中，n^pA是歸屬像素點集pointsAttached[i]中歸屬像素點的數量，和分別表示歸屬像素點集pointsAttached[i]中第z個歸屬像素點的橫坐標和縱坐標，z的取值范圍是1～n^pA，inv()表示括號內矩陣的逆矩陣，T()表示括號內矩陣的轉置矩陣；

33)重復步驟31)和步驟32)，直至每條先驗直線段priorSegLine[i]都計算得到其對應的歸屬像素點集pointsAttached[i]和粗擬合直線initialLine[i]；

4)基于粗擬合直線進行直線精擬合，得到精擬合直線段；

5)對精擬合直線段進行去重處理，得到去重直線段；

6)對去重直線段進行方向篩選，完成直線段提取。