[发明专利]一种基于红外图像的电力设备热故障监测方法、装置及介质

权利要求书

1.一种基于红外图像的电力设备热故障监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取待进行热故障诊断的电力设备红外图像；

步骤2：基于低秩矩阵恢复原理，提取电力设备红外图像中呈稀疏分布的热故障区域初始检测结果；

步骤3：利用像素间的空间相似性，采用双边滤波对热故障区域初始结果进行滤波优化，获得热故障区域最终检测结果，实现电力设备热故障监测；

提取电力设备红外图像中呈稀疏分布的热故障区域初始检测结果中采用的低秩矩阵恢复模型如下：

min||l||_*+λ||s||₁,s.t.||d-l-s||＜σ,

其中，d为获取的电力设备红外图像，s表示电力设备红外图像中热故障区域，l为电力设备红外图像中背景区域；||.||_*表示矩阵核范数，||.||₁表示L₁范数，λ为正则化参数，用于调节稀疏项的权重大小，m和n分别为输入图像的长和宽；σ是一个表示高斯噪声强度的常数，为经验设定值；

将所述低秩矩阵恢复模型转化为含惩罚项的优化模型，并采用交替方向法进行模型求解，恢复出呈稀疏分布的热故障区域初始检测结果；

所述含惩罚项的优化模型为：

其中，μ表示惩罚项参数，

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用双边滤波对热故障区域初始结果进行滤波优化，得到滤波后的结果：

其中，i和j分别表示初始诊断结果中第i个与第j个像素标号；o_i表示初始诊断结果中第i个像素s_i的双边滤波器输出结果；w_i表示一个以像素si为中心，大小为(2δ_k+1)×(2δ_k+1)的局部窗口，K^b为双边滤波的归一项；I_i、I_j分别表示获取的电力设备红外图像中第i和第j个像素；δ_k表示用于控制滤波核窗口大小的参数，δ_r表示当局部窗口内像素差异增加时，对应像素权重减少的比重参数，δ_k和δ_r均为经验设定值，和分别表示像素间的空间距离与值域距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，σ的取值范围为[0.01,0.5]。

4.一种基于红外图像的电力设备热故障监测装置，其特征在于，包括：

红外图像采集单元：利用红外相机获取待进行热故障诊断的电力设备红外图像；

热故障区域初始提取单元：基于低秩矩阵恢复模块，从电力设备红外图像中提取呈稀疏分布的热故障区域初始检测结果；

滤波单元：利用像素间的空间相似性特征，采用双边滤波模块对热故障区域初始结果进行滤波优化，获得热故障区域最终检测结果，实现电力设备热故障监测；

提取电力设备红外图像中呈稀疏分布的热故障区域初始检测结果中采用的低秩矩阵恢复模块的表达式如下：

min||l||_*+λ||s||₁,s.t.||d-l-s||＜σ,

其中，d为获取的电力设备红外图像，s表示电力设备红外图像中热故障区域，l为电力设备红外图像中背景区域；||.||_*表示矩阵核范数，||.||₁表示L₁范数，λ为正则化参数，用于调节稀疏项的权重大小，m和n分别为输入图像的长和宽；σ是一个表示高斯噪声强度的常数，为经验设定值；

将所述低秩矩阵恢复模块转化为含惩罚项的优化模块，并采用交替方向法进行模块求解，恢复出呈稀疏分布的热故障区域初始检测结果；

所述含惩罚项的优化模块表达式为：

其中，μ表示惩罚项参数，

5.一种可读存储介质，包括计算机程序指令，其特征在于：所述计算机程序指令被处理终端执行时使所述处理终端执行权利要求1至3任一项所述的方法。