[发明专利]一种红外图像中高压线的检测方法

说明书

技术领域

本发明属于红外图像处理技术领域，具体涉及一种红外图像中高压线的检测方法。

背景技术

近些年来，直升机的应用价值不断提高，功能及使用范围不断扩大。面对越来越复杂的环境，贴地飞行已成为各国飞机常规的技术。而直升机超低空飞行时，高压线等线状障碍物却难以探测到。据报道，直升机发生事故的原因几乎一半是碰撞高压线障碍物造成的。由此可见，研究高压线的检测技术具有很重要的现实意义。

高压线具有温度明显高于周围环境的特性，在红外图像中具有很明显的亮度特征。因此，利用红外成像设备可以达到探测高压线的目的，最初，外国军队即利用红外成像仪作为高压线探测设备，但却没有配备相应图像处理系统，而是直接采用机组人员肉眼观察方式。由于人眼对低空障碍物的观察能力有限，作用距离太近,不能为直升机驾驶员提供足够的反应时间。

中国专利申请号201210376272.2，记载了一种“从红外图像中自动识别架空高压线的方法”，核心思想是利用随机Hough变换（RHT）方法实现对高压线像素的检测，该方法无法避免Hough变换计算复杂，参数多的缺点，处理背景复杂的红外图像，容易会造成大量的误检。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种红外图像中高压线的检测方法。

技术方案

一种红外图像中高压线的检测方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：计算红外图像的梯度大小和方向；根据梯度的方向进行区域增长，得到高压线候选区域；

步骤2：在高压线候选区域内，采用基于图像二阶导数的脊线检测方法，得到高压线像素点；

步骤3：对高压线像素点进行连接并根据Freeman链码进行筛选，得到最终检测的高压线。

所述步骤1进行区域增长得到高压线候选区域的步骤如下：

步骤a：采用Sobel算子3×3模板计算图像I各个像素的梯度，梯度大小和方向角为：其中G_i,G_j为像素点梯度G的水平和垂直分量；

步骤b：根据各个像素梯度的大小，选取梯度值最大的像素p作为开始点进行区域增长，设开始像素点梯度方向角为θ_p，如果像素p的邻域像素梯度角θ_pn与θ_p的差值绝对值小于2π/k（k＝16），则将该像素加入到高压线候选区域R中，同时将区域的方向角更新为重复这一过程直到没有新的像素增加到区域中时，该区域R增长过程结束，然后开始下一个开始点，直到红外图像没有可以作为开始点的像素为止，并应保证所有的像素点最多被访问一次，访问过的像素点不能够再被访问，最终会得到一系列的高压线候选区域{R₁,R₂,...R_m}。

所述步骤2采用基于图像二阶导数的脊线检测方法，得到高压线像素点的步骤如下：

步骤a：对红外图像I中每一个像素点(x,y)进行高斯卷积运算，得到相应的一阶、二阶方向导数为：

I_x＝g_σ(y)g'_σ(x)*I(x,y)      I_y＝g'_σ(y)g_σ(x)*I(x,y)

I_xx＝g_σ(y)g''_σ(x)*I(x,y)    I_xy＝g'_σ(y)g'_σ(x)*I(x,y)     I_yy＝g''_σ(y)g_σ(x)*I(x,y)