[发明专利]风电安全智能预警应急系统图像处理方法

权利要求书

1.风电安全智能预警应急系统图像处理方法，在风电机舱里安装微型红外摄行头，采用多个摄像头对机舱内图像进行高保真采取；其特征在于：将摄像头采集到图像按以下步骤进行处理：

㈠将采集到的图像进行去噪预处理；

㈡对预处理后的图像进行像素级图像融合；

㈢对像素级图像融合后的图像进行感兴趣区域分割及主要特征提取，获取物体主要信息；

㈣对步骤㈢处理后图像的边缘进行分割和匹配，以得到分割后的图形基元关系。

2.如权利要求1所述的风电安全智能预警应急系统图像处理方法，其特征在于：所述步骤㈣具体按以下步骤进行：⑴图像基元分割；⑵图像基元匹配；⑶建立图像基元关系模型。

3.如权利要求2所述的风电安全智能预警应急系统图像处理方法，其特征在于：所述步骤⑴图像基元分割，采用多项式拟合的方法将图像中的边缘图形分割成线段和圆弧，具体按以下步骤进行：

①追踪图形边缘，依次对每个像素点选取其周围n*n的窗口进行拟合，并获得倾斜角向量；

②从某个像素点开始，逐渐增加倾斜角向量的元素个数，同时对倾斜角向量进行差分，得到新的向量，对新的向量依次取前i个元素的平均数，得到倾斜角变化平均数向量；

③依次对倾斜角向量的每个元素进行判断，首先判断其是否接近0度或90度，对于接近0度或90度的倾斜角的转变不予考虑分割，对于不属于这个范围的元素，进一步观察倾斜角变化平均数向量中的对应元素，如果此元素的值大于平均向量中对应元素的值的2～3倍，则可判断其为可疑点；

④对可疑点做进一步的判断，如果可疑点倾斜角的变化趋势相同，则可判断此点为分割点；否则，为干扰点，删除此点重新判断；

⑤对分割出来的直线或圆弧做一次相反方向的分割，舍去分割后长度过短的直线或圆弧。

4.如权利要求2所述的风电安全智能预警应急系统图像处理方法，其特征在于：所述步骤⑵图像基元匹配，具体按以下步骤进行：

①选取若干合适的圆弧和一到二条直线边缘样本；

②从端点开始，进行一次边缘跟踪，分别得到两个向量：横坐标组成的x向量和纵坐标组成的y向量，并分别减去它们的平均数以保持它们对原始图形的平移不变；

③将两个向量以z=x+y*i组合成新的向量z；

④对向量z取傅立叶变换，得到特征向量direction[]；

⑤对特征向量取模，并除以它的第二个元素direction[2]，分别得到训练样本的特征向量。

5.如权利要求2所述的风电安全智能预警应急系统图像处理方法，其特征在于：所述⑶建立图像基元关系模型，建立物体由上至下的分解模型，直至得到底层的直线和圆弧，直线和圆弧互相之间具有的空间关系按以下步骤进行判定：

①连接的判定：若一条直线或圆弧的端点与另一条直线或圆弧的某一点P1相邻，则它们是连接关系，若P1是端点，则它们为L连接关系，否则为T连接关系；

②平行的判定：按组成直线的像素点计算它们的平均倾斜角，若两条直线的平均倾斜角的差小于5度，则判定它们为平行关系；

③相切的判定：若存在单向的分割点，则它必为相切关系的分割点；

④共线的判定：将已被判定为直线的一组像素点拟合成直线，再计算另一组被判定为直线的像素点到直线的平均距离d1，若d1低于预设阈值ε1，则判定它们为共线关系；

⑤同心的判定：设有一随机点P2，它到一条被判定为圆弧的一组像素点的距离为向量d2，以d2的方差作为期望函数，搜索使d2的方差最小的点，作为上述圆弧的圆心，若两条圆弧的圆心之间的距离小于预设阈值ε2，则判定为同心关系;

⑥共圆的判定：判定有了圆心之后，通过计算圆弧上像素点到圆心的平均距离得到圆弧的近似半径，若两条同心圆弧之间的半径之差小预设阈值ε3，则判定它们为共圆关系。

6.如权利要求1所述的风电安全智能预警应急系统图像处理方法，其特征在于：所述步骤㈠中去噪预处理采用的方法为：阈值小波去噪方法、中值滤波去噪方法、马尔可夫树去噪方法、贝叶斯估计去噪方法或神经网络去噪方法。

7.如权利要求1所述的风电安全智能预警应急系统图像处理方法，其特征在于：所述步骤㈡中像素级图像融合方法为：IHS变换方法、PCA变换方法、线性加权法或基于小波变换方法。

8.如权利要求1所述的风电安全智能预警应急系统图像处理方法，其特征在于：所述步骤㈢中感兴趣区域分割及主要特征提取，具体按以下步骤进行：

①选择图像分割算法提取感兴趣区域，去除背景和非有用信息，所述图像分割算法为基于数学形态学的图像分割方法、基于模糊理论的图像分割方法、基于神经网络的图像分割方法、基于支持向量机的图像分割方法、基于图论的图像分割方法、基于免疫算法的图像分割方法或基于粒度计算理论的图像分割方法；

②通过目标识别算法确定图像中是否存在感兴趣的目标，并精确定位，所述目标识别算法为由下而上的数据驱动型性或由上而下的知识驱动型；

④将图像中有意义的特征或区域提取出来，所述特征区域是图像的原始特征或空间频谱，所述原始特征为像素的灰度值、物体轮廓、颜色、反射特征和纹理，所述空间频谱为直方图特征。