[發明專利]一種利用變電站視頻圖像的變電站缺陷問題檢測方法

有效

• 申請號: 202010169081.3
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111402223B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 張可
• 申請（專利權）人: 安徽南瑞繼遠電網技術有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/62;G06Q50/06
• 代理公司: 合肥國和專利代理事務所(普通合伙) 34131
• 代理人: 張祥騫

1.一種利用變電站視頻圖像的變電站缺陷問題檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

11)視頻圖像的獲取：獲取變電站視頻圖像，并將視頻圖像按幀進行劃分，形成圖像集；

12)缺陷問題檢測網絡的構建：構建缺陷問題檢測網絡，缺陷問題檢測網絡包括差分對比網絡和缺陷檢測網絡；所述缺陷問題檢測網絡的構建包括以下步驟：

21)構建缺陷問題檢測網絡包括差分對比網絡和缺陷檢測網絡，差分對比網絡用于自動學習原始圖像空間到某個特征空間的特征映射，在這個特征空間強化兩張變電設備圖像的特征并最大化兩張變電設備圖的區別；缺陷檢測網絡用于根據差分特征圖區分缺陷區域和背景區域，輸入是差分對比網絡產生的差分特征圖，輸出缺陷定位區域；

22)設定差分對比網絡；所述設定差分對比網絡包括以下步驟：

31)設定差分對比網絡包括編碼網絡和解碼網絡，輸入兩張變電設備圖A和B，輸出差分特征圖Y：

其中，差分對比網絡包括一對權重和結構完全相同的網絡，兩個網絡均是由編碼網絡及其相對應的解碼網絡構成；

變電設備圖A經過編碼網絡得到A1,變電設備圖B經過編碼網絡得到B1，解碼網絡將由編碼網絡得到的低分辨率的特征圖A1和B1進行上采樣得到與輸入圖像相同的分辨率A2和B2，并對A2和B2做差分得到差分特征圖Y進行缺陷區域的檢測；

32)設定編碼網絡中的每一個編碼器通過卷積核組得到特征圖組，卷積操作如下：

輸入是：

輸出是：

其中x_j表示輸入特征圖的第j個通道，y_i表示輸出特征圖的第i個通道，卷積步長s個像素，邊界填充p個像素，使用了k₂個大小為n*n的卷積核，表示第i個卷積核，淺層卷積核負責提取基礎特征，深層卷積核負責提取復雜的語義特征；

33)設定卷積操作后接批量歸一化操作，非線性激活函數操作Rectified Linear Unit(ReLU)，最大池化操作；

34)設定解碼網絡中解碼器是上采樣操作、卷積操作、批量歸一化操作、非線性激活操作，

其中，上采樣操作是利用對應編碼器特征圖中保存的最大池化時的池化位置以及池化區域內的最大像素和其余像素間的比值對輸入的特征圖進行上采樣，對應于解碼器產生多通道特征圖，編碼操作和解碼操作的通道數量、尺寸都是相對應的,

如果編碼網絡中對應的降采樣操作為x₁,x₂,...,x_i,...,x_p→x_max,max＝i，

其中x_i表示第i個像素點的值，最大池化即選取圖像對應的池化區域p個像素內的最大值作為該區域池化后的值，記憶最大值的索引max＝i，且記憶池化區域內的最大像素和其余像素間的比值x₁/x_i,x₂/x_i,...,1,...,x_p/x_i，那么對應的解碼網絡中上采樣操作為

y→y₁,y₂,...,y_i,...,y_p,max＝y_i，

其中：

y₁＝y*x₁/x_max,

y₂＝y*x₂/x_max,

...,

y_i＝y,

...,

y_p＝y*x_p/x_max，

兩張圖像A和B通過編碼網絡和解碼網絡映射到特殊的特征空間得到對應的特征圖A2和B2，做差分得到差分特征圖Y；

23)設定缺陷檢測網絡；

13)缺陷問題檢測網絡的訓練：將圖像集輸入缺陷問題檢測網絡，對差分對比網絡和缺陷檢測網絡進行端到端的訓練；

14)待檢測視頻圖像的獲取：實時獲取變電站待檢測視頻圖像，將待檢測視頻圖像按幀進行劃分，形成待檢測圖像集；

15)變電站缺陷問題的檢測：將待檢測圖像集輸入訓練后的缺陷問題檢測網絡，分析出變電站缺陷問題。