一种基于联合分量灰度化的绝缘子分割提取方法技术

本发明专利技术公开的一种基于联合分量灰度化的绝缘子分割提取方法，步骤包括：1)获取存在复合或玻璃绝缘子的正面彩色原始图像，获取R、G、B、H、S分量；2)利用R、G、B分量构造第一特征算子；3)利用H、S分量构造第二特征算子；4)将第一特征算子与第二特征算子联合得到JCG图像计算式；5)获取全部JCG图像；同时，计算出所有JCG图像的类间、类内方差比并保存；6)以最大类间、类内方差比为搜索目标，对候选解空间进行穷举搜索，得到最佳JCG图像；7)确定阈值T；8)利用阈值T对最佳JCG图像进行二值化分割，同时通过形态学滤波操作填充目标内的空洞，即成。本发明专利技术方法原理简单，提取精准。

【技术实现步骤摘要】
一种基于联合分量灰度化的绝缘子分割提取方法
本专利技术属于图像处理
，涉及一种基于联合分量灰度化的绝缘子分割提取方法。
技术介绍
输电线路跨越城市、山川、森林、河流等复杂的地理环境，复合、玻璃绝缘子所呈现的颜色特征往往受树木、河流等相近色彩干扰，同时由于户外光照条件的多变性，使得采集到的玻璃或复合绝缘子图像的背景、目标可能会同时出现颜色一致、光照过暗或阴影现象，导致提取结果图像中出现明显的过分割、欠分割等现象，显著降低绝缘子提取的准确性。因此，如何从复杂背景图像中准确识别分割出绝缘子是亟待解决的基础问题，也是后续绝缘子故障状态检测的前提条件。近年来，相关文献采用多种算法对绝缘子分割技术展开研究，例如西安工程大学黄新波等人提出一种基于改进色差法的绝缘子分割技术，但由于其色差指标只对复合绝缘子图像有效，使用对象受限；华北电力大学ZhaoZ等人提出一种基于绝缘子串形状统计特性的深度学习定位算法，但该方法成本运算量大，其识别精度依赖于固定场景下的绝缘子样本数量；中南大学徐俊良等人提出一种将单像素点属性判断和局部均值法相结合的分割算法，该算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于联合分量灰度化的绝缘子分割提取方法，其特征在于，按照以下步骤实施：/n步骤1、获取存在复合或玻璃绝缘子的正面彩色原始图像img，然后依次获取该正面彩色原始图像的R、G、B、H、S分量，其中，R为红色分量、G为绿色分量、B为蓝色分量、H为色调分量、S为饱和度分量；/n步骤2、利用步骤1中所得的R、G、B三分量数值，针对绝缘子所呈现的不同颜色构造特征算子；不改变待提取分量信息，对无关分量赋予自适应权值组合(i,j)，构造出三种算子作为第一特征算子O

【技术特征摘要】
1.一种基于联合分量灰度化的绝缘子分割提取方法，其特征在于，按照以下步骤实施：
步骤1、获取存在复合或玻璃绝缘子的正面彩色原始图像img，然后依次获取该正面彩色原始图像的R、G、B、H、S分量，其中，R为红色分量、G为绿色分量、B为蓝色分量、H为色调分量、S为饱和度分量；
步骤2、利用步骤1中所得的R、G、B三分量数值，针对绝缘子所呈现的不同颜色构造特征算子；不改变待提取分量信息，对无关分量赋予自适应权值组合(i,j)，构造出三种算子作为第一特征算子O1；
步骤3、利用步骤1中所得的H、S分量，依据绝缘子图像所具有的不同光照环境构造不同的第二特征算子O2；
步骤4、将第一特征算子O1与第二特征算子O2联合得到JCG图像计算式；
步骤5、依托上述两种不同情况下的JCG图像计算式，获取全部JCG图像；同时，计算出所有JCG图像的类间、类内方差比V并保存；
步骤6、以最大类间、类内方差比MaxV为搜索目标，对步骤5中的候选解空间W进行穷举搜索，查找并返回MaxV及其对应(i',j')，将(i',j')代回步骤4中的JCG图像计算式得到最佳JCG图像；
步骤7、统计步骤6得到的最佳JCG图像的直方图，取该直方图上的最小值点所对应的灰度值作为阈值T；
步骤8、以步骤7确定的阈值T为分割阈值，对最佳JCG图像进行二值化分割，同时通过形态学滤波操作填充目标内的空洞，去除孤立噪声点，获得完整而准确的绝缘子目标，即成。


2.根据权利要求1所述的基于联合分量灰度化的绝缘子分割提取方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程是：
2.1)创建用以构造第一特征算子O1的数组空间，
创建一个存放颜色分量R、G、B与权值(i,j)的数组空间E用以构造第一特征算子O1，其中，在数组空间E中，E[2]和E[4]中的(i,j)是位置固定不变的，B、G、R三种分量在E[1]、E[3]和E[5]空间循环；
当E[1]＝B，E[3]＝G，E[5]＝R时，构成提取蓝色分量的数组空间；当E[1]＝G，E[3]＝R，E[5]＝B，构成提取绿色分量的数组空间；当E[1]＝R，E[3]＝B，E[5]＝G，构成提取红色分量的数组空间，计算过程如下式(4)：
O1＝E[1]-E[2]·E[3]-E[4]·E[5](4)
其中，E为数组空间，序号1、2、3、4、5分别为数组空间下标；
2.2)构造第一特征算子O1计算式，
当玻璃绝缘子呈现蓝色的颜色特征时，则以B分量为待提取分量，对无关分量G、R赋予(i,j)；当玻璃绝缘子呈现绿色的颜色特征时，则以G分量为待提取分量，对无关分量R、B赋予(i,j)；对于复合绝缘子，则以R分量为待提取分量，对无关分量B、G赋予(i,j)；
结合式(4)，第一特征算子O1的具体计算式如下式(5)：





3.根据权利要求1所述的基于联合分量灰度化的绝缘子分割提取方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程是：
当光照均匀时，S分量图像保留饱和度高的绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄新波，高玉菡，张烨，章小玲，伍逸群，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61