[发明专利]基于红外图像的零值绝缘子自动检测方法及装置

权利要求书

1.基于红外图像的零值绝缘子自动检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

红外图像采集装置对输电线路上的绝缘子进行图像采集形成测试图像并传送出去；

中央处理单元接收测试图像并进行预处理得到预处理红外图像；

获取预处理红外图像的特征区域和特征点；

对绝缘子进行定位获取绝缘子区域；

对绝缘子进行分割；

对零值绝缘子判断，若存在零值绝缘子，则工控机发出报警声音，否则不作响应；

所述获取预处理红外图像的特征区域和特征点，具体包括：采用Hessian-Affine区域检测算法对预处理红外图像进行检测得到特征区域，并获得特征区域的特征点，通过特征点判断绝缘子特征；

所述通过特征点判断绝缘子特征，具体包括：假设任意一个特征区域中包含n个特征点；利用GLOH描述子对n个特征点进行描述，得到n个特征向量；记第j个特征向量为T_j，1≤j≤n；通过与字典进行匹配，消除非绝缘子特征，其中字典是通过PC机利用K-means聚类方法训练所得：

式(1)中，L为字典，表示第i个类的平均值，μ_i为第i个类的匹配阈值，匹配阈值μ_i为第i个类中所有特征向量与第i个类的平均值之间差值的最大模；

利用式(2)计算测试图像的特征区域中任意一个像素点(x,y)的投票值V(x,y)：

式(2)中，x_h和y_h表示更新后的特征向量中第h个绝缘子特征在测试图像中所对应的像素点的横坐标和纵坐标，1≤h≤H，H表示绝缘子特征的总数；σ表示特征区域的尺度；

判断V(x,y)是否大于等于所设定的阈值，若大于等于，则表示像素点(x,y)属于绝缘子所在的区域，并保留像素点(x,y)；否则，表示像素点(x,y)为非绝缘子所在的区域的像素点；

对每个特征区域进行检测，从而完成测试图像的所有特征区域中所有像素点的检测，并得到绝缘子区域；

所述绝缘子分割，具体包括以下步骤：

将绝缘子区域像素点v，取其8邻域点为x₁,x₂,…,x₈，构造一个星图S，即所有邻域点都和v相连，边vx_l的权值为r_l＝|g(v)-g(x_l)|,l＝1,2,…,8，其中g(v)为点v的灰度值；

求S的线图L(S)，由于vx₁,vx₂,…,vx₈中的任意两条边都是关联的，L(S)是一个8阶的完全图，对L(S)构造赋权邻接矩阵A，其元素

A是一个实对称的矩阵，对A进行谱分解，可获得8个实特征值λ₁(v)≥λ₂(v)≥…≥λ₈(v)，利用λ₁(v)代替v的灰度值，取前10％最大的λ₁对应像素点作为边界点；

平面离散点集的边界搜索算法搜索出图像的初始边界；

依据初始边界，利用GVF Snake模型提取绝缘子串的轮廓线，对绝缘子进行分割。

2.根据权利要求1所述的基于红外图像的零值绝缘子自动检测方法，其特征在于，所述预处理红外图像是通过对测试图像进行中值滤波和直方图均衡化处理得到的图像。

3.根据权利要求1所述的基于红外图像的零值绝缘子自动检测方法，其特征在于，所述零值绝缘子判断，具体包括：

计算绝缘子串的统计直方图；

将统计直方图的各个峰值区域进行比较，如存在某个峰值区域的值明显小于其他区域，则可判定该绝缘子为零值绝缘子。

4.基于红外图像的零值绝缘子自动检测装置，其特征在于，包括：

红外图像采集装置，采集红外图像数据，通过HDMI接口传送；

中央处理单元，用于接收红外图像采集装置的采集数据，通过采用如权利要求1-3中任一所述的基于红外图像的零值绝缘子自动检测方法进行检测，依据结果做出响应；

数据线，用于连接红外图像采集装置和中央处理单元。

5.根据权利要求4所述的基于红外图像的零值绝缘子自动检测装置，其特征在于，所述中央处理单元采用工控机。