[发明专利]一种搜索电气设备红外图像相似可见光图像的方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种搜索电气设备红外图像相似可见光图像的方法。

背景技术

电气设备的发热故障一直都是电力系统的一个老问题，严重影响供电设备正常的负荷运输，甚至酿成事故。红外热像仪不仅能用于非接触式测温，而且还可以实时显示物体表面温度的分布变化情况，故经常用于检测电力设备的发热故障。由于在夜间红外热像仪受到光照等因素的干扰较少，因此变电站的工作人员经常在夜间使用红外热像仪对电力设备进行检查。变电站工作人员由红外图像可大致判定出电力设备出现热故障的位置，但是红外图像不能反映出物体的反射信息，而且夜间也无法看清楚电力设备的具体情况，给变电站工作人员分析定位电力设备出现故障的具体位置带来了极大的不便。

另外，近年来关于红外图像与可见光图像的相似度判定的研究较少，现有的方法主要是针对可见光图像相似度的研究。其主要思路是根据图像特征对其进行感知哈希编码，通过比较两幅图像感知哈希编码的汉明距离来判定图像的相似度。感知哈希算法是以图像视觉特征为基础，通过散列函数生产一串固定长度或非固定长度的一串图像指纹进行比较。由于感知哈希算法具很好的实时性和准确度，其在图像搜索和认证领域已经有很好的应用。图像特征主要分为全局特征和局部特征，全局特征主要有灰度特征、频率特征、纹理特征，局部特征主要有Harris、SIFT以及SURF特征。全局特征对图像整体比较接近的图像搜索效果比较好。但是全局特征过于单一，导致对光照、噪声、旋转等局部特征不敏感。SIFT特征是David Low在1999年提出。该特征具有光照、旋转、尺度不变的特性。但是其算法时间复杂度较高，约是SURF算法的3倍。2006年Herbert Bay等人在SIFT算法的基础上，结合图像积分以及盒子滤波的方法提出了SURF算子。SURF算子在不显著降低SIFT算法的鲁棒性的前提下，运算速度提高很多。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，考虑建立一个可见光图片库，从可见光图片库中基于行边界灰度值边缘检测算法、SURF特征子的感知哈希编码方法和一种新的筛选SURF特征点的方法搜索出与采集到的红外图像相似度最高的可见光图像，方便电力设备的工作人员对照着相应的可见光图片判定电力设备出现故障的具体位置，所述方法具有良好的抗尺度变换和抗旋转变换以及抗噪声能力，保证了搜索的精度，同时该方法也具有很好的实时性，可以现电力设备红外图像高实时性与高精度的搜索。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

一种搜索电气设备红外图像相似可见光图像的方法，所述方法包括以下步骤：

1)、建立变电站各电气设备的可见光图片库，提供一张变电站某电气设备的红外图像；

2)、将可见光图片库中的可见光图像和提供的电气设备的红外图像进行灰度化处理得到灰度图像，采用基于行边界灰度值边缘检测算法对可见光图片库中的可见光图像和提供的电气设备的红外图像进行边缘提取，得到相应的可见光边缘图像和红外边缘图像；

3)、采用基于SURF算子的图像感知哈希算法对可见光边缘图像和红外边缘图像进行感知哈希编码；

4)、计算可见光边缘图像哈希编码和红外边缘图像哈希编码的汉明距离，得到与红外边缘图像哈希编码汉明距离最小的10张可见光边缘图像的集合；

5)、将步骤4)中得到的可见光边缘图像的集合中的可见光边缘图像分别与红外边缘图像进行SURF特征点的匹配，并基于斜率一致性对匹配点对进行筛选，筛选出正确的匹配点，得到与红外边缘图像匹配点最多的可见光边缘图像，该可见光边缘图像对应的可见光图像就是提供的电气设备的红外图像所对应的可见光图像。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明的搜索电气设备红外图像相似可见光图像的方法基于行边界灰度值边缘检测算法、SURF特征子的感知哈希编码方法和一种新的筛选SURF特征点的方法搜索出与采集到的红外图像相似度最高的可见光图像，方便电力设备的工作人员对照着相应的可见光图片判定电力设备出现故障的具体位置，所述方法具有良好的抗尺度变换和抗旋转变换以及抗噪声能力，保证了搜索的精度，同时该方法也具有很好的实时性，可以现电力设备红外图像高实时性与高精度的搜索，可广泛应用于电气设备健康状态检测和故障检测领域。

附图说明

图1为本发明实施例一种搜索电气设备红外图像相似可见光图像的方法的流程图。

图2为本发明实施例采用基于SURF算子的图像感知哈希算法对图像进行哈希编码的编码路径图。