遥感影像中输电导线的提取方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种遥感影像中输电导线的提取方法、系统、设备及介质，所述方法包括获取遥感影像中输电导线的初始图像，对初始图像进行预处理；利用改进的Canny边缘检测算法提取预处理后的图像的边缘段；对边缘段进行合并，得到输电导线的目标图像。本发明专利技术利用改进的Grabcut算法对图像进行预处理，得到更高质量的样本；通过对Canny边缘检测算法进行改进，利用双边滤波代替高斯滤波，使得输出的像素值依赖于邻域像素值的加权组合，提高了提取结果的准确度；同时，通过采用FA

【技术实现步骤摘要】
遥感影像中输电导线的提取方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术涉及人工智能及图像识别
，具体涉及一种遥感影像中输电导线的提取方法、系统、设备及介质。

技术介绍

[0002]高压输电线路是电力系统的重要组成部分，它在日常生活中主要承担着输送电能的作用，可以将发电厂、变电站和用户连接起来。此外，导线还是连接绝缘子串和防震锤等结构的重要载体。输电线路由于长期暴露在室外环境中，不可避免的会发生导线断股等现象，而线路跨越的区域比较广，甚至还有可能穿过荒山野岭和地势险峻的地方，为了保证电力的安全运输，常常需要对线路进行定期的巡检。
[0003]随着卫星遥感技术的飞速发展以及人工智能中图像识别与处理技术的逐渐成熟，已将其逐渐应用在输电线路巡检的工作中，且往往能够取得比人工巡检更优的效果，例如速度更快、结果更准确等。然而，现有的检测算法在进行图像提取时仍存在自身的缺点：例如利用现有的Canny边缘检测算法时，通过高斯平滑滤波对图像进行降噪，会使得去噪后的图像出现边缘模糊，进而影响识别结果的问题；同时，由于该方法提取了很多与识别目标不相干的背景特征，因此会增加计算量，并使得识别精度较低。而利用Canny边缘检测算法和Hough变换提取边缘直线的方法来查找导线断股区域时，由于未考虑到受复杂背景等因素的影响，提取的边缘线段往往会发生断裂，最终不能提取出完整的线路导线。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种遥感影像中输电导线的提取方法、系统、设备及介质，以解决现有的人工智能算法在提取遥感影像中输电导线时存在的结果不准确、线路不完整的技术问题。
[0005]为了克服上述现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种遥感影像中输电导线的提取方法，包括：
[0006]获取遥感影像中输电导线的初始图像，对所述初始图像进行预处理；
[0007]利用改进的Canny边缘检测算法提取预处理后的图像的边缘段；
[0008]对所述边缘段进行合并，得到输电导线的目标图像。
[0009]进一步地，利用改进的Grabcut算法对所述初始图像进行预处理；所述改进的Grabcut算法为利用概率神经网络PNN替换GMM得到的Grabcut算法。
[0010]进一步地，所述改进的Canny边缘检测算法为：利用双边滤波代替高斯滤波得到的Canny边缘检测算法。
[0011]进一步地，所述利用改进的Canny边缘检测算法提取预处理后的图像的边缘段，包括：
[0012]利用双边滤波器对预处理后的图像进行降噪处理；
[0013]利用Sobel滤波核计算降噪后的图像的梯度及与所述梯度对应的概率；
[0014]根据所述概率及Helmholtz定理计算边缘点的连接段数；
[0015]根据所述连接段数确定改进的Canny边缘检测算法的上下阈值，得到所述边缘段。
[0016]进一步地，采用FA
‑
FCM算法对所述边缘段进行合并。
[0017]本专利技术还提供了一种遥感影像中输电导线的提取系统，包括：
[0018]预处理单元，用于获取遥感影像中输电导线的初始图像，对所述初始图像进行预处理；
[0019]边缘提取单元，用于利用改进的Canny边缘检测算法提取预处理后的图像的边缘段；
[0020]合并单元，用于对所述边缘段进行合并，得到输电导线的目标图像。
[0021]进一步地，所述预处理单元，还用于利用改进的Grabcut算法对所述初始图像进行预处理；所述改进的Grabcut算法为利用概率神经网络PNN替换GMM得到的Grabcut算法。
[0022]进一步地，所述边缘提取单元，还用于利用双边滤波代替高斯滤波得到的Canny边缘检测算法提取预处理后的图像的边缘段。
[0023]本专利技术还提供了一种终端设备，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项所述的遥感影像中输电导线的提取方法。
[0024]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行实现如上任一项所述的遥感影像中输电导线的提取方法。
[0025]相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0026]1)本专利技术在图像预处理时采用改进的Grabcut算法在输电线周围寻找互相靠近的线特征团，使用凸包来包周围所有线特征团的端点，凸包内是可能属于前景的像素，凸包外是绝对属于背景的像素，从而尽可能避免前景导线和背景物体交错在一起。
[0027]2)本专利技术对Canny边缘检测算法进行了改进，具体表现为在平滑噪声时用双边滤波代替高斯滤波，使得输出的像素值依赖于邻域像素值的加权组合，并且考虑了空间域与值域的差别，在去除图像噪声的同时还可以保留更多的弱边缘信息，
[0028]3)本专利技术采用Helmholtz定理自适应确定边缘检测的阈值。此外，增加了边缘段的合并操作，为了处理FCM算法因为随机初始聚类中心而出现过早收敛的情况，引入FA算法以确定FCN的最优初始聚类中心，采用FA
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FCM算法以梯度方向为参照对细小的边缘段进行聚类合并从而得到完整的直线段。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本专利技术某一实施例提供的遥感影像中输电导线的提取方法的流程示意图；
[0031]图2是本专利技术某一实施例提供的遥感影像中输电导线的提取方法的总体设计框图；
[0032]图3是本专利技术某一实施例提供的遥感影像中输电导线的提取系统的结构示意图；
[0033]图4是本专利技术某一实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不作为对步骤执行先后顺序的限定。
[0036]应当理解，在本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0037]术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0038]术语“和/或”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种遥感影像中输电导线的提取方法，其特征在于，包括：获取遥感影像中输电导线的初始图像，对所述初始图像进行预处理；利用改进的Canny边缘检测算法提取预处理后的图像的边缘段；对所述边缘段进行合并，得到输电导线的目标图像。2.根据权利要求1所述的遥感影像中输电导线的提取方法，其特征在于，利用改进的Grabcut算法对所述初始图像进行预处理；所述改进的Grabcut算法为利用概率神经网络PNN替换GMM得到的Grabcut算法。3.根据权利要求1或2所述的遥感影像中输电导线的提取方法，其特征在于，所述改进的Canny边缘检测算法为：利用双边滤波代替高斯滤波得到的Canny边缘检测算法。4.根据权利要求3所述的遥感影像中输电导线的提取方法，其特征在于，所述利用改进的Canny边缘检测算法提取预处理后的图像的边缘段，包括：利用双边滤波器对预处理后的图像进行降噪处理；利用Sobel滤波核计算降噪后的图像的梯度及与所述梯度对应的概率；根据所述概率及Helmholtz定理计算边缘点的连接段数；根据所述连接段数确定改进的Canny边缘检测算法的上下阈值，得到所述边缘段。5.根据权利要求4所述的遥感影像中输电导线的提取方法，其特征在于，采用FA
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F...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏瑞增，王磊，黄勇，王彤，饶章权，周恩泽，刘淑琴，田翔，许海林，罗颖婷，鄂盛龙，江俊飞，李晖，鲁跃峰，申原，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：