一种基于颜色直方图统计的变压器呼吸器检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于颜色直方图统计的变压器呼吸器检测方法，它包括：步骤1、通过摄像装置采集变压器的图像；步骤2、将变压器图像通过基于Harris角点的矩形检测法提取变压器呼吸器区域图像；步骤3、对提取的变压器呼吸器区域图像进行颜色直方图统计；步骤4、根据颜色直方图统计信息确定变压器呼吸器区域图像中蓝色与粉红色比例；步骤5、根据蓝色与粉红色比例得到检测结果，蓝色与粉红色比例大于1/2则变压器呼吸器正常；现有技术对变压器呼吸器的检测存在不仅对变压器呼吸器的构造有特定要求，而且增加变压器的造价成本等技术问题。

A method of transformer respirator detection based on color histogram statistics

The invention discloses a transformer respirator detection method based on color histogram statistics, it includes: Step 1, the image pickup device for collecting transformer; step 2, the transformer image by extracting the image region detection method of rectangular transformer apparatus based on Harris corner; step 3, the extraction of transformer respirator area image color histogram statistics; step 4, the transformer is determined according to the blue region in the image and the proportion of respirator pink color histogram statistical information; step 5, according to the blue and pink ratio of the detection result, blue and pink is greater than the proportion of 1/2 transformer to detect transformer normal breathing apparatus; respirators existing technologies are not only the structure of transformer respirator has specific requirements, and increase the cost and technical problems of transformer.

【技术实现步骤摘要】
一种基于颜色直方图统计的变压器呼吸器检测方法
本专利技术属于变压器呼吸器检测技术，尤其涉及一种基于颜色直方图统计的变压器呼吸器检测方法。
技术介绍
变压器呼吸器也称为变压器吸湿器、变压器干燥器，电网中使用的大中型变压器一般都会配备有呼吸器。这种变压器呼吸器是一种装有变色硅胶等吸湿剂材料的玻璃容器，其作用为吸附空气中进入油枕胶囊、隔膜中的潮气，消除和干燥由于变压器油温的变化而进入变压器油枕胶囊的空气中的杂物和潮气，以免变压器受潮，以保证变压器油的绝缘强度。当变压器受热膨胀时，呼出变压器油枕胶囊中多余的空气；当变压器油温降低收缩时，吸入外部空气。当吸入外部空气时，储油盒(油杯)里的变压器油过滤外部空气，然后硅胶将没有过滤去的水分吸收，变压器内的变压器不受外部空气中水分的侵入，使其水分含量始终在标准以内。若未经净化的空气直接进入变压器油枕胶囊，吸入了空气中的杂质和水分后，增大变压器油变质的可能性。一旦变压器油受潮且长期不管，变压器油绝缘降低，不仅会导致变压器内部故障，从而殃及其它带电线路的安全、可靠、稳定运行。目前变压器呼吸器检测大部分都是基于各种传感器检测装置，如电流传感器、电容传感器以及光电速度传感器等，这种检测方法不仅对变压器呼吸器的构造有特定要求，而且每个变压器呼吸器都需要配备传感器检测装置，这种检测装置除了需要传感器采集数据外，还需要处理器(如嵌入式处理器)对采集到的数据进行处理并进行上传。很显然，这样一套检测装置大大增加了变压器呼吸器的造价成本，而且与变压器呼吸器的数量成正比，呼吸器数量越多，成本越高。
技术实现思路
：本专利技术要解决的技术问题是：提供一种基于颜色直方图统计的变压器呼吸器检测方法，以解决现有技术对变压器呼吸器的检测存在不仅对变压器呼吸器的构造有特定要求，而且增加变压器的造价成本等技术问题。本专利技术技术方案：一种基于颜色直方图统计的变压器呼吸器检测方法，它包括：步骤1、通过摄像装置采集变压器的图像；步骤2、将变压器图像通过基于Harris角点的矩形检测法提取变压器呼吸器区域图像；步骤3、对提取的变压器呼吸器区域图像进行颜色直方图统计；步骤4、根据颜色直方图统计信息确定变压器呼吸器区域图像中蓝色与粉红色比例；步骤5、根据蓝色与粉红色比例得到检测结果，蓝色与粉红色比例大于1/2则变压器呼吸器正常。步骤3所述对变压器呼吸器区域图像进行颜色直方图统计方法为:根据HSV色彩空间，变压器呼吸器区域图像有三个维度，分别为Hue‐色相、Saturation‐饱和度和Value‐明度，对Hue‐色相和Saturation‐饱和度两个维度进行颜色统计，并绘制出二维直方图。步骤2所述通过基于Harris角点的矩形检测法提取变压器呼吸器区域图像的方法包括：步骤2.1、在目标图像中，以目标像素点(x，y)为中心的一个矩形窗口向四周移动，在X方向上移动u，在Y方向上移动v，移动过程中其灰度变化量用解析表达式表示为：E(x，y)＝∑wx，y(Ix+u，y+v-Ix，y)2式中：Ex，y为矩形窗口内的灰度变化量；wx，y为矩形窗口函数，I为图像灰度函数；步骤2.2、通过矩形窗口的灰度特征值在各个方向上的变化程度来确定图像上角点的特征及位置信息，当检测窗口在平滑区域移动时，窗口的灰度特征值在各个方向没有变化；当检测窗口穿过直线图元移动时，窗口沿直线方向上的灰度特征值没有变化；当检测窗口覆盖角点时窗口的灰度特征值在各个方向上均具有变化；步骤2.3、根据构成矩形的四个点的条件要求，在步骤2.2中得到的角点中，寻找满足构成矩形条件要求的四个角点；步骤2.4、在步骤2.3得到的满足构成矩形条件要求的角点中，寻找构成最大矩形的四个角点,其构成的矩形区域即为变压器呼吸器区域。所述对Hue‐色相和Saturation‐饱和度两个维度进行颜色统计，并绘制出二维直方图的方法包括：步骤4.1、定义一个FLOAT型数组，用于存储二维直方图统计的最大值和次最大值；在OpenCV中，H分量的变化范围h_ranges[]＝{0,180}，S分量的变化范围s_ranges[]＝{0,255}；将H分量划分为16个等级，S分量划分为8个等级，即h_bins＝16,s_bins＝8；步骤4.2、将输入图像由RGB颜色空间转换到HSV颜色空间；步骤4.3、创建二维直方图，根据H分量和S分量的划分等级在每个维度上进行均分，并根据H，S两个平面数据统计直方图。摄像装置安装在巡检机器人上。本专利技术的有益效果：本专利技术将摄像装置安装在巡检机器人上，通过机器人巡检摄制变压器呼吸器图像，利用数字图像处理技术对该图片进行相关处理并进行决策判断是否需要更换硅胶，这种检测方法不仅对变压器呼吸器构造没有任何要求，而且也不要任何传感器装置。同时，不管变压器呼吸器的数量有多少，只要是巡检机器人能够拍摄到的，都能够通过该方法进行图像处理，并将结果传回后台并处理。这样就大大降低了变压器呼吸器检测成本，既方便又实用；解决了现有技术对变压器呼吸器的检测存在不仅对变压器呼吸器的构造有特定要求，而且增加变压器的造价成本等技术问题。附图说明图1为本专利技术流程示意图。具体实施方式：一种基于颜色直方图统计的变压器呼吸器检测方法，它包括：步骤1、通过摄像装置采集变压器的图像；摄像装置安装在巡检机器人上，通过巡检机器人来回巡检，通过摄像装置变压器呼吸器摄制照片，方便快捷而且节约成本。步骤2、将变压器图像通过基于Harris角点的矩形检测法提取变压器呼吸器区域图像；步骤2所述通过基于Harris角点的矩形检测法提取变压器呼吸器区域图像的方法包括：步骤2.1、在目标图像中，以目标像素点(x，y)为中心的一个矩形窗口向四周移动，在X方向上移动u，在Y方向上移动v，移动过程中其灰度变化量用解析表达式表示为：E(x，y)＝∑wx，y(Ix+u，y+v-Ix，y)2式中：Ex，y为矩形窗口内的灰度变化量；wx，y为矩形窗口函数，I为图像灰度函数；一般定义步骤2.2、通过矩形窗口的灰度特征值在各个方向上的变化程度来确定图像上角点的特征及位置信息，当检测窗口在平滑区域移动时，窗口的灰度特征值在各个方向没有变化；当检测窗口穿过直线图元移动时，窗口沿直线方向上的灰度特征值没有变化；当检测窗口覆盖角点时窗口的灰度特征值在各个方向上均具有变化；步骤2.3、根据构成矩形的四个点的条件要求，在步骤2.2中得到的角点中，寻找满足构成矩形条件要求的四个角点；步骤2.4、在步骤2.3得到的满足构成矩形条件要求的角点中，寻找构成最大矩形的四个角点,其构成的矩形区域即为变压器呼吸器区域。步骤2中提取的区域具有明显的颜色特征。这种变压器呼吸器是一种装有变色硅胶等吸湿剂材料的玻璃容器，变色硅胶最开始是蓝色的，最后慢慢潮湿成粉红色，根据这一特点可对该区域进行颜色直方图统计，同时呼吸器区域颜色主要就是这两种：蓝色和粉红色，所以在颜色直方图上很容易就能辨别出这两种颜色之间的比例关系；由于检测对象变压器呼吸器大多是一种具有圆柱形特征的玻璃容器，所以它在二维图像中就会呈现出明显的矩形特征，而且呈现出的矩形大小占整个图像比例较大，很容易与周围环境干扰物区分开来。故采用基于Harris角点的矩形检测法可以准确高效地提取出变压器呼吸器区域。步骤3、对提取的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于颜色直方图统计的变压器呼吸器检测方法，它包括：步骤1、通过摄像装置采集变压器的图像；步骤2、将变压器图像通过基于Harris角点的矩形检测法提取变压器呼吸器区域图像；步骤3、对提取的变压器呼吸器区域图像进行颜色直方图统计；步骤4、根据颜色直方图统计信息确定变压器呼吸器区域图像中蓝色与粉红色比例；步骤5、根据蓝色与粉红色比例得到检测结果，蓝色与粉红色比例大于1/2则变压器呼吸器正常。

【技术特征摘要】
1.一种基于颜色直方图统计的变压器呼吸器检测方法，它包括：步骤1、通过摄像装置采集变压器的图像；步骤2、将变压器图像通过基于Harris角点的矩形检测法提取变压器呼吸器区域图像；步骤3、对提取的变压器呼吸器区域图像进行颜色直方图统计；步骤4、根据颜色直方图统计信息确定变压器呼吸器区域图像中蓝色与粉红色比例；步骤5、根据蓝色与粉红色比例得到检测结果，蓝色与粉红色比例大于1/2则变压器呼吸器正常。2.根据权利要求1所述的基于颜色直方图统计的变压器呼吸器检测方法，其特征在于：步骤3所述对变压器呼吸器区域图像进行颜色直方图统计方法为:根据HSV色彩空间，变压器呼吸器区域图像有三个维度，分别为Hue‐色相、Saturation‐饱和度和Value‐明度，对Hue‐色相和Saturation‐饱和度两个维度进行颜色统计，并绘制出二维直方图。3.根据权利要求1所述的基于颜色直方图统计的变压器呼吸器检测方法，其特征在于：步骤2所述通过基于Harris角点的矩形检测法提取变压器呼吸器区域图像的方法包括：步骤2.1、在目标图像中，以目标像素点(x，y)为中心的一个矩形窗口向四周移动，在X方向上移动u，在Y方向上移动v，移动过程中其灰度变化量用解析表达式表示为：(x，y)＝∑wx，y(Ix+u，y+v-Ix，y)2式中：Ex，y为矩形窗口内的灰度变化量；wx，y为矩形窗口函数，I为图像灰度函数；步骤2.2、通过矩形窗口的灰度特征值在...

【专利技术属性】
技术研发人员：高吉普，杨华，徐长宝，罗显跃，龙征，张历，辛明勇，戴宇，赵立进，林呈辉，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司电力科学研究院，贵州电网有限责任公司铜仁供电局，
类型：发明
国别省市：贵州,52