[發明專利]一種探地雷達的灰度堆積圖識別方法

有效

• 申請號: 202010357036.0
• 申請日: 2020-04-29
• 公開（公告）號: CN111652063B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 李靖翔;趙明;賴皓;熊雙成;朱有喆
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司廣州局;三峽大學
• 主分類號: G06V20/00
• 分類號: G06V20/00;G06V10/30;G06V10/44;G06V10/20
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

一種探地雷達的灰度堆積圖識別方法，使用巴特沃斯帶阻濾波器進行灰度堆積圖清晰化處理，并利用prewitt算子進行灰度堆積圖邊緣檢測，通過傅里葉變換以及卷積運算進行圖像特征目標識別。本發明一種探地雷達的灰度堆積圖識別方法，可以有效實現人工識圖的直觀性以及系統后臺直接分析顯示識別結果的便捷性，提高了探地雷達在應用中的效率與準確性。

技術領域

本發明涉及探地雷達圖像識別技術領域，具體涉及一種探地雷達的灰度堆積圖識別方法。

背景技術

隨著我國電力行業的快速發展，電力施工也變得越來越頻繁，施工過程中需要對地質結構、地下電纜和管道進行確認，從而保證施工的順利進行。探地雷達是近幾十年發展起來的一種探測地下目標的有效手段，因其是一種無損技術，且具有探測速度快、探測過程連續、分辨率高、操作方便靈活、探測費用低等優點，應用逐漸廣泛。目前探測得到的圖像多為灰度堆積圖，在圖像識別判斷中，多采用人工依據經驗粗略識別原圖，效率較低且準確度不高。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種探地雷達的灰度堆積圖識別方法，可以有效實現人工識圖的直觀性以及系統后臺直接分析顯示識別結果的便捷性，提高了探地雷達在應用中的效率與準確性。

本發明采取的技術方案為：

一種探地雷達的灰度堆積圖識別方法，使用巴特沃斯帶阻濾波器進行灰度堆積圖清晰化處理，并利用prewitt算子進行灰度堆積圖邊緣檢測，通過傅里葉變換以及卷積運算進行圖像特征目標識別。

一種探地雷達的灰度堆積圖識別方法，所述探地雷達包括數據處理模塊、數據識別模塊、顯示模塊；

所述數據處理模塊5，通過巴特沃斯帶阻濾波器對灰度堆積圖清晰化處理，巴特沃斯帶阻濾波器具有抑制距離頻域中心一定距離的一個圓環區域的頻率的效果，能夠用來消除一定頻率范圍的周期噪聲，其公式為：

其中，D₀為需要抑制的頻率點與頻率中心的距離，W為巴特沃斯帶阻濾波器的帶寬，u為圖像橫坐標，v為圖像縱坐標，n為巴特沃斯濾波器的階數。

數據處理模塊，使用prewitt算子將灰度堆積圖轉化為適合識別的圖像，Prewitt算子適用于復雜圖像邊緣的提取，其水平梯度H與垂直梯度V分別為：

所述數據識別模塊，用于將數據通過傅里葉變換處理為可作為識別輸入量的信息，并通過識別模板與變換后的圖像卷積進行比對識別，最后通過邏輯研判確定數據是否為所需信息，傅里葉變換公式為：

其中，F(ω)是f(t)的像函數，f(t)是F(ω)的像原函數，i是虛數單位，t是積分變量。

卷積公式為：

其中，公式中x(t)和h(t)函數是卷積的變量，p是積分變量，t是使函數h(-p)位移的量，星號*表示卷積。

所述顯示模塊，用于顯示處理后的圖像與數據結果。

本發明一種探地雷達的灰度堆積圖識別方法，具有以下有益效果：

1.在人工識別方面，清晰化了灰度堆積圖中所包含的有用信息，即金屬、非金屬、電纜等的圖像信息，方便了圖像的解釋，提高了人工的辨識效率及準確度。

2.將灰度堆積圖進行目標信息特征化處理，將屬、非金屬、電纜等的圖像信息轉化為可作為識別的輸入特征量，可直接接入帶有識別顯示的系統，提高了數據的直觀性，為今后設備逐步智能化打下基礎。

3.程序較為精簡，不需要等待過長時間的處理分析以及過高的硬件配置，節約了開發成本和時間成本，實用性較強。