一种基于红外图像的瓷绝缘子串铁帽盘面边缘检测方法技术

一种基于红外图像的瓷绝缘子串铁帽盘面边缘检测方法，包括对绝缘子串的红外图像进行预处理操作，包括灰度化、中值滤波及基于Otsu自动阀值的灰度线性变换图像增强；形态学处理，包括骨架化、腐蚀以及膨胀操作；当红外图像中绝缘子串倾斜时，利用绝缘子串图像的几何特征，采用Hough变换对绝缘子串倾斜角度进行估计矫正，将绝缘子串旋转至图像中的水平位置；将传统多尺度形态学梯度算法中的三维梯度拓展至六维梯度，并对所有梯度求和；利用改进的多尺度形态学六维梯度算法确定绝缘子串边缘所在像素点的位置，通过最大连通区域方法将绝缘子串单独进行提取；通过确定面积阈值在提取出的绝缘子串上进行铁帽和盘面的分割；得到分割的铁帽和盘面的二值区域。

An Infrared Image-based Edge Detection Method for Porcelain Insulator String Iron Cap Disk

An infrared image-based edge detection method for iron cap plate of ceramic insulator string is presented, which includes pre-processing of infrared image of insulator string, including gray-scale, median filtering and gray-scale linear transformation image enhancement based on Otsu automatic threshold; morphological processing, including skeletonization, corrosion and expansion operations; and using insulator string when the insulator string is inclined in infrared image. The geometric features of the image are estimated and corrected by Hough transform, and the insulator string is rotated to the horizontal position of the image; the three-dimensional gradient in the traditional multi-scale morphological gradient algorithm is extended to the six-dimensional gradient, and all gradients are summed up; the improved six-dimensional gradient algorithm of multi-scale morphology is used to determine the location of the pixels at the edge of the insulator string. The insulator strings are separately extracted by the method of maximum connected region; the cap and disk are segmented on the extracted insulator strings by determining the area threshold; and the binary regions of the cap and disk are obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种基于红外图像的瓷绝缘子串铁帽盘面边缘检测方法
本专利技术涉及变电站及输电线路瓷质绝缘子串红外图像边缘检测方法，属变电站以及输电线路上的瓷质绝缘子劣化检测领域。
技术介绍
瓷质绝缘子在输配电网中应用广泛，在架空线路以及变电站中起重要作用。但绝缘子亦是故障多发元件，运行中的瓷质绝缘子因长期经受机电负荷、大气污染、冷热变化等作用，会使得绝缘子的绝缘性能和机械性能下降，劣化绝缘子会对电网安全产生严重影响，对其进行状态安全检测尤其重要。红外检测对高压瓷质绝缘子状态检测是一种高效可靠的技术，利用检测结果，对绝缘子串实现自动定位和自动分割，已经成为智能检测劣化绝缘子串的重要发展方向。边缘检测是对红外图像中的瓷质绝缘子串进行图像分割的重要前提，可为在线自动检测劣化绝缘子奠定基础。Canny边缘检测算法经常用作标准算法，但会将部分高频边缘分量平滑掉，易造成边缘丢失。小波变换模极大值边缘检测算法的原理是沿着梯度方向，在某一范围内检测模值，对于极大值予以保留，非极大值予以删除。其优点是在时域和频域都具有良好的局部特性，这种特性可用于边缘检测。数字滤波器根据其冲激响应函数的时域特性可以分为无限长冲激响应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于红外图像的瓷绝缘子串铁帽盘面边缘检测方法，其特征在于：包括以下步骤：对绝缘子串的红外图像进行预处理操作，所述预处理操作包括灰度化、中值滤波以及基于Otsu自动阀值的灰度线性变换图像增强三个部分；对处理后的绝缘子串图像进行形态学处理，所述形态学处理包括骨架化、腐蚀以及膨胀操作；当红外图像中绝缘子串倾斜时，利用绝缘子串图像的几何特征，确定中心点并采用Hough变换提取出绝缘子串所在直线，对绝缘子串倾斜角度进行估计矫正，将绝缘子串旋转至图像中的水平位置；将传统多尺度形态学梯度算法中的三维梯度拓展至六维梯度，并对所述六维梯度进行求和；利用改进的多尺度形态学六维梯度算法确定绝缘子串边缘所在像...

【技术特征摘要】
1.一种基于红外图像的瓷绝缘子串铁帽盘面边缘检测方法，其特征在于：包括以下步骤：对绝缘子串的红外图像进行预处理操作，所述预处理操作包括灰度化、中值滤波以及基于Otsu自动阀值的灰度线性变换图像增强三个部分；对处理后的绝缘子串图像进行形态学处理，所述形态学处理包括骨架化、腐蚀以及膨胀操作；当红外图像中绝缘子串倾斜时，利用绝缘子串图像的几何特征，确定中心点并采用Hough变换提取出绝缘子串所在直线，对绝缘子串倾斜角度进行估计矫正，将绝缘子串旋转至图像中的水平位置；将传统多尺度形态学梯度算法中的三维梯度拓展至六维梯度，并对所述六维梯度进行求和；利用改进的多尺度形态学六维梯度算法确定绝缘子串边缘所在像素点的位置，通过最大连通区域方法将所述绝缘子串单独进行提取；通过确定面积阈值在提取出的绝缘子串上进行铁帽以及盘面的分割；得到分割的铁帽以及盘面的二值区域。2.根据权利要求1所述的一种基于红外图像的瓷绝缘子串铁帽盘面边缘检测方法，其特征在于：对处理后的绝缘子串图像进行形态学处理还包括：在骨架化处理中，绝缘子串的水平中轴线作为骨架。3.根据权利要求1所述的一种基于红外图像的瓷绝缘子串铁帽盘面边缘检测方法，其特征在于：对绝缘子串倾斜角度进行估计矫正还包括：对二值图像细化，获取绝缘子串的骨架；从骨架图中计算出交点，作为Hough变换的特征点集S，所述交点为Hough变换的直线集和绝缘子串的交点；采用Hough变换对S进行直线拟合，计算出最长的拟合直线L和其倾斜角θ，即用该倾斜角对绝缘子串图像进行倾斜矫正。4.根据权利要求3所述的一种基于红外图像的瓷绝缘子串铁帽盘面边缘检测方法，其特征在于：计算出最长的拟合直线L和其倾斜角θ还包括：通过图像空间中的特征数据点去计算参数空间中的参数点的可能轨迹，并在一个累加器J(ρ，θ)中统计参考点，检测Hough域中曲线最频繁的交点(即J(ρ，θ)的最大值)，通过所述交点的直线即绝缘子串的位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆倚鹏，刘洋，高嵩，尹骏刚，姚建刚，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学院研究院，湖南湖大华龙电气与信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32