[發明專利]視頻圖像自判別的高壓輸電線擺動鑒別方法

在審

• 申請號: 202111249995.1
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN113971643A
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 王程
• 申請（專利權）人: 荊門匯易佳信息科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/40;G06V20/40;G06V10/44;G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.視頻圖像自判別的高壓輸電線擺動鑒別方法，其特征在于，選取輸電線上具有標志性的設備間隔棒作為判別擺動信息的目標物，制定輸電線擺動視頻采集標準，實地采集輸電線的擺動視頻，將視頻轉換為一幀幀的圖像并對圖像進行前置處理，前置處理包括彩色圖像灰度化、圖像去噪和直方圖均衡化，提高圖像質量，減少運算量；結合實際應用場景，對Harris角點檢測方法做出改進，實現對間隔棒的自動判別，本申請所做改進集中于動態調整角點檢測臨界值以及排除錯誤檢出的角點，使得改進的方法自動判別圖中所有間隔棒，確定多個間隔棒在每幀圖像中的坐標，得到其時間隊列；最后，將求得的間隔棒擺動坐標的時間隊列進行頻譜分析和三角函數擬合，獲取輸電線擺動的頻率和幅值，兩種方法的結果互為校檢；

第一，解析輸電線路擺動監測視頻，在此基礎上對比分析制定視頻拍攝方法和條件，即滿足成像清晰、角度合適、拍攝時長合理、背景簡單、參照物明顯的輸電線擺動視頻采集標準，并以該標準進行實地擺動視頻拍攝；

第二，將視頻轉換為圖像，對圖像進行去噪及增強，采用高斯濾波去噪，對圖像進行直方圖均衡化，突出目標與背景差異；

第三，對前置處理后的圖像進行角點檢測，采用改進Harris角點檢測方法，得到n個間隔棒在250幀圖像中坐標的時間隊列；

第四，采用頻譜分析和三角函數擬合法，分別求出間隔棒擺動的頻率和幅值并進行比較。

2.根據權利要求1所述的視頻圖像自判別的高壓輸電線擺動鑒別方法，其特征在于，輸電線擺動視頻采集標準：

標準一：調整拍攝設備焦距，使圖像中目標顯示清晰，且與背景對比明顯，分辨率盡量高，但以不過多增加運算量為限；

標準二：因輸電線擺動周期可能較短，為了能反應間隔棒更多時刻的運動狀況，視頻的幀速率不應過低，每秒24至30幀；

標準三：輸電線往往在野外，背景受樹木等植被干擾，如果在地面拍攝則以天空為背景，既增加目標與背景的對比度，又減少干擾，提高圖像處理效率；

標準四：輸電線的擺動往往變化較大，僅僅短時間內的拍攝難以準確反應其運動狀態，但拍攝時間過長又會導致數據量劇增，拍攝時間60至90秒；

標準五：為求像素的實際大小，視頻包含長度已知的物件如輸電桿塔作為參照物。

為正確判別輸電線擺動信息，選取與其固連的間隔棒作為判別目標，跟蹤識別間隔棒的位置，即求取間隔棒的位置信息，進而求取輸電線擺動的頻率和幅值信息。

3.根據權利要求1所述的視頻圖像自判別的高壓輸電線擺動鑒別方法，其特征在于，改進的Harris角點提取方法：減少參加角點響應函數值計算的備選點數目，在提取角點前，設定角點灰度相似臨界值r，計算對象點(x，y)與其8鄰域范圍內各像素點的灰度值之差△J，并統計△J在[-r，r]內的像素點數量行，最后通過m值的取值范圍判斷對象點是否為備選角點，規定0＜m＜2的對象點為噪聲點，2≤m＜6的對象點為備選角點，6＜m＜8的對象點為平滑區域點；

本申請改進Harris角點提取方法，對經過前置處理的圖像進行Harris檢測，根據經驗給定初始臨界值，對檢測到的所有點進行解析，首先排除位于圖像邊緣周邊的點，設置距離上下左右四邊20個像素以內的為錯檢邊界點；其次，視頻中的間隔棒與導線存在多個交點，故會檢出多個角點，為獲取間隔棒中心位置，將距離不超過一定范圍內的點都歸為一組，認定它們屬于一個間隔棒的角點，設定歐式距離為10像素，否則新建一組，對所有檢出的角點進行如上分組并求平均值后，對每組按x坐標大小排序然后輸出到新建txt文件。

4.根據權利要求1所述的視頻圖像自判別的高壓輸電線擺動鑒別方法，其特征在于，改進的Harris角點提取方法步驟為：

步驟一：讀取文件路徑，獲取第1幀圖像，對前置處理后的圖像進行角點檢測；

步驟二：排除距離圖像邊緣十個像素以內的所有角點；

步驟三：對檢測出的角點按像素的歐氏距離分組，小于10個像素的分為一組，否則新建組；

步驟四：按實際狀況調整臨界值，使得角點檢測并分組后的組數等于間隔棒數量；

步驟五：對每組像素點求組內平均值并將坐標寫入結果文件；

步驟六：讀取下一幀圖像，重復上述步驟，直至所有圖像處理完畢。