[發明專利]一種基于數字圖像特征的復雜背景電力線提取方法

有效

• 申請號: 202010499513.7
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111739042B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 周海波;文海東;段吉安;黃珍里
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06T7/12
• 分類號: G06T7/12;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/194;G06T5/00;G06N20/00
• 代理公司: 長沙啟昊知識產權代理事務所(普通合伙) 43266
• 代理人: 謝珍貴

1.一種基于數字圖像特征的復雜背景電力線提取方法，其特征在于，包括：

S1、針對待處理的電力線圖像進行處理，獲取去除背景的電力線灰度圖像矩陣；

所述去除背景的電力線灰度圖像矩陣為m行像素點乘以n列像素點的矩陣；

S2、根據預先獲取的待處理的電力線圖像中電力線的呈向，按照列或按照行依次提取所述去除背景的電力線灰度圖矩陣中像素點的像素值，并對所述像素值進行平滑處理，獲取所述每一列或每一行像素值所對應的像素值曲線和所述像素值曲線中波峰點的位置以及與所述波峰點的位置所對應的波寬、峰值；

S3、根據所述每一列或每一行像素值曲線的所有波峰點的位置以及與所述波峰點的位置所對應的波寬、峰值和預先設定的第一閾值和第二閾值，確定電力線；

所述步驟S1具體包括：

S11、針對待處理的電力線圖像，進行灰度處理，獲取原始電力線灰度圖；

S12、針對所述原始電力線灰度圖中的電力線邊緣進行提取，獲取電力線的邊緣檢測圖像；

S13、針對所述電力線的邊緣檢測圖像進行去除背景處理，獲取第二邊緣檢測圖像；

S14、針對所述第二邊緣檢測圖像與所述原始電力線灰度圖進行加減運算，獲取所述去除背景的電力線灰度圖像矩陣；

所述步驟S12具體包括：采用ratio邊緣檢測算子，對所述原始電力線灰度圖中的電力線分別按照0°、45°、135°三個方向進行特征檢測，獲取電力線的邊緣檢測圖像；

所述步驟S13具體包括：采用八連通域處理算法，對所述電力線的邊緣檢測圖像進行去除背景處理，獲取第二邊緣檢測圖像；

所述步驟S2具體包括：

S2-A、若電力線的呈向為水平呈向時，則按照所述去除背景的電力線灰度圖像矩陣中的列依次提取所述去除背景的電力線灰度圖像矩陣中每一列的像素值，并對所述像素值進行平滑處理，獲取所述每一列像素值所對應的像素值曲線和所述像素值曲線中波峰點的位置以及與所述波峰點的位置所對應的波寬、峰值；

若電力線的呈向為水平呈向時，所述步驟S3包括：

S31-A、根據所述每一列所對應的像素值曲線，針對所述去除背景的電力線灰度圖像矩陣中任意相鄰兩列像素值曲線中的任一列像素值曲線，從所述任一列像素值曲線的第一個波峰點的位置開始到最后一個波峰點的位置，依次獲取所述任一列像素值曲線的波峰點的位置分別與所述任一列相鄰的像素值曲線的所有波峰點的位置的第一數值；

其中，所述第一數值為：

其中，d為第一數值；w₁、w₂、w₃分別為預先設定的波峰點的位置、峰值、波寬的權重；i_j、i_j+1分別表示相鄰兩列像素值曲線中波峰點的位置，p_j、p_j+1分別表示相鄰兩列像素值曲線中與所述波峰點的位置i_j和i_j+1對應的峰值，b_j、b_j+1分別表示相鄰兩列像素值曲線中與所述波峰點的位置i_j和i_j+1對應的波寬；

S32-A、通過預先設定的第一閾值，在所述第一數值中篩選出第二數值；

所述第二數值為滿足預先設定的第一閾值的第一數值；

S33-A、將所有與所述第二數值相應的兩個波峰點的位置連接形成第一線段；

所述第一線段為：所述去除背景的電力線灰度圖像矩陣中所有任意相鄰兩列像素值曲線中的波峰點的位置滿足預先設定的第一閾值的第一數值相應的兩個波峰點的位置的連接線段；

S34-A、根據所述第一線段和所述第二閾值，確定電力線；

所述步驟S2具體包括：

S2-B、若電力線的呈向為鉛錘呈向時，則按照所述去除背景的電力線灰度圖像矩陣中的行依次提取所述去除背景的電力線灰度圖像矩陣中每一行的像素值，并對所述像素值進行平滑處理，獲取所述每一行像素值所對應的像素值曲線和所述像素值曲線中波峰點的位置以及與所述波峰點的位置所對應的波寬、峰值；

若電力線的呈向為鉛錘呈向時，所述步驟S3包括：

S31-B、根據所述每一行所對應的像素值曲線，針對所述去除背景的電力線灰度圖像矩陣中任意相鄰兩行像素值曲線中的任一行像素值曲線，從所述任一行像素值曲線的第一個波峰點的位置開始到最后一個波峰點的位置，依次獲取所述任一行像素值曲線的波峰點的位置分別與所述任一行相鄰的下一行像素值曲線的所有波峰點的位置的第三數值；

其中，所述第三數值為：

其中，d₁為第三數值；w₁、w₂、w₃分別為預先設定的波峰點的位置、峰值、波寬的權重；i_k、i_k+1分別表示相鄰兩行像素值曲線中波峰點的位置，p_k、p_k+1分別表示相鄰兩行像素值曲線中與所述波峰點的位置i_k和i_k+1對應的峰值，b_k、b_k+1分別表示相鄰兩行像素值曲線中與所述波峰點的位置i_k和i_k+1對應的波寬；

S32-B、通過預先設定的第一閾值，在所述第三數值中篩選出第四數值；

所述第四數值為滿足預先設定的第一閾值的第三數值；

S33-B、將所有與所述第四數值相應的兩個波峰點的位置連接形成第二線段；

所述第二線段為：所述去除背景的電力線灰度圖像矩陣中所有任意相鄰兩行像素值曲線中的波峰點的位置滿足預先設定的第一閾值的第三數值相應的兩個波峰點的位置的連接線段；

S34-B、根據所述第二線段和所述第二閾值，確定電力線。