一种绝缘子串红外图像自动识别方法

摘要

本发明公开了输变电设备运行状态检修领域，尤其涉及一种绝缘子串红外图像自动识别方法。其技术方案是，通过对监测图像和模板图像进行特征点提取和特征描述，生成描述向量，并进行特征匹配；对模板图像进行仿射变换，得到模板图像在监测图像中的位置，利用位置的边界在监测图像中得到绝缘子串的识别区域；利用边缘检测方法对模板图像中的绝缘子边缘进行检测，得到边缘点的坐标；在绝缘子串红外监测图像的绝缘子串的识别区域内，将模板图像的边缘点通过仿射变换，标示在绝缘子串红外监测图像中，完成绝缘子串红外图像的自动识别。本发明能准确识别出红外监测图像中的绝缘子串，为输变电中的绝缘子串的故障诊断和维修提供必要的技术支持。

主权项

一种绝缘子串红外图像自动识别方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：步骤1：首先分别对绝缘子串红外监测图像和绝缘子串红外模板图像进行预处理；所述预处理的过程为：步骤101：分别对绝缘子串红外监测图像和绝缘子串红外模板图像灰度化；步骤102：利用形态学上的开运算分别对绝缘子串红外监测图像和绝缘子串红外模板图像先腐蚀再膨胀完成去噪；步骤103：对绝缘子串红外监测图像和绝缘子串红外模板图像进行对比度增强操作；步骤2：利用SIFT算法分别对绝缘子串红外监测图像和绝缘子串红外模板图像进行特征点提取和特征描述，生成描述向量；具体过程为：步骤201：利用SIFT算法分别对绝缘子串红外监测图像和绝缘子串红外模板图像进行高斯差分算子DOG运算检测局部极值点，并去除噪声和边缘得到特征点；步骤202：利用特征点邻域像素的梯度方向分布特性为每个特征点指定方向参数，实现特征点方向分配；步骤203：采用128维向量对特征点进行描述，生成描述向量；步骤3：采用欧式距离和最近邻距离比率的匹配策略对绝缘子串红外监测图像和绝缘子串红外模板图像所生成的描述向量进行特征匹配；特征匹配具体的过程为：步骤301：将绝缘子串红外模板图像中某特征点的描述向量分别与绝缘子串红外监测图像中的每一个特征点的描述向量进行欧式距离计算；步骤302：将得到的对应于该特征点的最小的欧式距离与次最小的欧式距离的比值与设定的阈值进行比较；如果得到的比值小于设定的阈值，则特征点匹配成功；否则，丢弃该特征点；步骤303：重复步骤301和302，对绝缘子串红外模板图像的剩余特征点的描述向量进行特征匹配，直到绝缘子串红外模板图像中所有特征点的描述向量都完成特征匹配为止；将匹配成功的特征点作为候选匹配特征点，记绝缘子串红外模板图像中的候选匹配特征点集为E₁，绝缘子串红外监测图像中的候选匹配特征点集为E₂，且E₁和E₂中的点一一对应；步骤4：用RANSAC随机抽样一致性算法消除E₁和E₂中的错误匹配特征点对，令其操作后绝缘子串红外模板图像和绝缘子串红外监测图像的匹配特征点集分别为E₁'和E₂'，且E₁'和E₂'中的点一一对应；步骤5：由于绝缘子串红外模板图像与绝缘子串红外监测图像之间存在缩放、平移和旋转，且E₁'与仿射变换矩阵H的积为E₂'即E₁'×H＝E₂'，因此通过矩阵的逆运算得到相对于绝缘子串红外监测图像的绝缘子串红外模板图像的仿射变换矩阵H；步骤6：对绝缘子串红外模板图像与仿射变换矩阵H相乘进行仿射变换，得到绝缘子串红外模板图像在绝缘子串红外监测图像的中的位置，并利用位置的边界在监测图像中得到绝缘子串的识别区域；步骤7：利用边缘检测方法对绝缘子串红外模板图像中的绝缘子边缘进行检测，得到边缘点的坐标；步骤8：在绝缘子串红外监测图像的绝缘子串的识别区域内，将步骤7得到的边缘点通过仿射变换，标示在绝缘子串红外监测图像中，完成绝缘子串红外图像的自动识别。