一种机电设备运行状态远程监控方法技术

本发明专利技术涉及图像处理领域，具体涉及一种机电设备运行状态远程监控方法，获取运行中的机电设备的红外图像的灰度图像，根据灰度图的信息熵将灰度图像划分为多个分块图像，计算每个分块图像在亮度上、灰度级数量上、清晰度上适合锐化增强的概率和适合均衡化增强的概率、得到每个分块图像中像素点灰度值的锐化增强权重和均衡化增强权重；获取每个分块图像的锐化增强图像和均衡化增强图像，并根据锐化增强权重和均衡化增强权重对每个分块图像原图中的像素点灰度值进行修正增强，得到修正增强后的红外图像；根据该图像对机电设备运行状态进行远程监控，方法图像增强效果好，提升了机电设备运行状态的监控图像识别精度。备运行状态的监控图像识别精度。备运行状态的监控图像识别精度。

【技术实现步骤摘要】
一种机电设备运行状态远程监控方法


[0001]本申请涉及图像处理领域，具体涉及一种机电设备运行状态远程监控方法。

技术介绍

[0002]机电设备一般指机械、电器及电气自动化设备，机电设备在运行过程中常见的故障问题大多数为线路接触不良、绝缘皮老化或者磁路故障等，其均以发热升温的形式表现出来，并且许多类型的机电设备处于全天候运行状态，因此可使用具有温度测量响应快、非接触式测量、测量范围宽和测温分辨率高等特点的红外热成像技术对机电设备运行状态进行远程监控，并且该技术不随周围光照变化和电磁场的影响，所以可以全天候的提供运行中的机电设备红外视频图像数据，这样能够及时诊断并分析出机电设备的运行故障，避免不必要的安全事故发生。
[0003]但是红外热图像普遍存在空间相关性强、对比度低、信噪比低、边缘易模糊等问题，影响机电设备运行状态的识别，因此需要先对红外热图像进行增强处理，提高设备运行监控图像的识别度，传统的图像增强方式存在以下问题：会减小图像像素灰度级个数，令图像信息熵下降，造成图像细节丢失，如直方图均衡化增强图像的方法；不能调节图像局部区域的亮度，对图像中过亮或者过暗的区域增强效果较差，如锐化增强图像的方法；这两种方法中任何一种都无法达到既不丢失图像细节，又能调节局部区域亮度的图像增强效果，这两种方法增强后的图像会影响机电设备运行状态的准确识别。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中，直方图均衡化算法会减小图像像素灰度级个数，令图像信息熵下降，造成图像细节丢失；锐化增强算法不能调节图像局部区域的亮度，对图像中过亮或者过暗的区域增强效果较差，影响机电设备运行状态的准确识别的问题，本专利技术提供一种机电设备运行状态远程监控方法：获取运行中的机电设备的红外图像的灰度图像；根据灰度图的信息熵将灰度图像划分为多个分块图像；利用每个分块图像的灰度级均值，和灰度图像中像素点的灰度级中值，计算每个分块图像在亮度上适合进行锐化增强的概率和适合均衡化增强的概率；利用每个分块图像的灰度级个数，和灰度级的方差，计算每个分块图像在灰度级数量上适合锐化增强的概率和适合均衡化增强的概率；利用每个分块图像中每个像素点与其邻域像素点的灰度差值，计算每个分块图像在清晰度上适合锐化增强的概率和适合均衡化增强的概率；根据每个分块图像在亮度上、灰度级数量上、清晰度上适合锐化增强的概率和适合均衡化增强的概率，得到每个分块图像中像素点灰度值的锐化增强权重和均衡化增强权重；获取每个分块图像的锐化增强图像和均衡化增强图像，并根据锐化增强权重和均
衡化增强权重对每个分块图像原图中的像素点灰度值进行修正增强，得到修正增强后的红外图像；将修正增强后的红外图像发送至监控室，对机电设备运行状态进行识别。
[0005]所述根据灰度图的信息熵将灰度图像划分为多个分块图像的方法为：对灰度图像进行滤波去噪；将灰度图像均分为多个分块；若每个分块进一步均分后得到的子分块图像的信息熵的均值，小于每个分块的信息熵，则对该分块进行进一步均分；否则，该分块不进行进一步均分；不断重复，将灰度图像划分为多个分块图像。
[0006]所述利用每个分块图像的灰度级均值，和灰度图像中像素点的灰度级中值，计算每个分块图像在亮度上适合进行锐化增强的概率和适合均衡化增强的概率的计算方法为：获取整个灰度图像的灰度级的中值；计算每个分块图像中像素点的灰度级均值；计算每个分块图像中像素点的灰度级均值和整个灰度图像的灰度级的中值的差值；获取该差值和整个灰度图像的灰度级的中值的比值，将该比值作为该分块图像在亮度上适合均衡化增强的概率；将1减去该比值得到的差值，作为该分块图像在亮度上符合锐化增强的概率。
[0007]所述利用每个分块图像的灰度级个数，和灰度级的方差，计算每个分块图像在灰度级数量上适合锐化增强的概率和适合均衡化增强的概率的计算方法为：将每个分块图像的灰度级个数和该分块图像中灰度级的方差的乘积，作为每个分块图像在灰度级数量上符合锐化增强的概率，则适合均衡化增强的概率为1减去符合锐化增强的概率的到的值。
[0008]所述利用每个分块图像中每个像素点与其邻域像素点的灰度差值，计算每个分块图像在清晰度上适合锐化增强的概率和适合均衡化增强的概率的计算方法为：获取每个分块图像中每个像素点的灰度值和其每个邻域像素点的灰度值的差值的平均值；将平均值与最大平均值的比值作为每个分块图像在清晰程度上符合锐化增强的概率。
[0009]所述根据每个分块图像在亮度上、灰度级数量上、清晰度上适合锐化增强的概率和适合均衡化增强的概率，得到每个分块图像中像素点灰度值的锐化增强权重和均衡化增强权重的方法为：将每个分块图像在亮度上、灰度级数量上、清晰度上适合锐化增强的概率的均值作为该分块图像中像素点灰度值的锐化增强权重，将1减去锐化增强权重得到的值，作为均衡化增强权重。
[0010]所述每个分块图像中像素点灰度值的锐化增强权重和均衡化增强权重，需要进行权重平滑操作，方法为：每个分块图像中像素点灰度值的锐化增强权重利用如下公式进行权重平滑操作：
式中，为第i个分块图像中每个像素点灰度值的锐化增强权重，为第i个分块图像的相邻分块图像，为第i个分块图像的邻域图像块的总数，为第i个分块图像的八邻域分块中，第y个分块图像每个像素点灰度值的锐化增强权重，为第i个分块图像块的面积，为第i个分块图像的八邻域分块中，第y个分块图像块的面积，为进行权值平滑后的权重；每个分块图像中像素点灰度值的均衡化增强权重的平滑操作与锐化增强权重的平滑操作一致。
[0011]所述根据锐化增强权重和均衡化增强权重对每个分块图像原图中的像素点灰度值进行修正增强，得到修正增强后的红外图像的方法为：式中，为每个分块中像素点的灰度值x修正后的灰度值，为该像素点灰度值在锐化增强图中的灰度值，为第j个分块中像素点的灰度值的锐化增强权重，为第j个分块中像素点的灰度值的均衡化增强权重，为该像素点灰度值在直方图均衡化增强后的图像中的灰度值。
[0012]所述将修正增强后的红外图像发送至监控室，对机电设备运行状态进行识别的方法为：获取设备运行时的最高温度对应的灰度值；当增强后的红外图像中存在像素点的灰度值突变为最高温度对应的灰度值时，机电设备运行异常，及时进行维修。
[0013]本专利技术的有益效果是：（1）获取运行中的机电设备的红外图像的灰度图像；根据灰度图的信息熵将灰度图像划分为多个分块图像；该方法减少了直方图均衡化对图像信息熵的影响；（2）计算每个分块图像的在亮度上、灰度级数量上、清晰度上符合锐化增强和均衡化增强的概率，得到每计算每个分块图像中每个像素点灰度值的锐化增强权重和均衡化增强权重；该方法简单、准确的反映出锐化增强对分块图像的增强效果；（3）利用每个分块中每个像素点的灰度值的锐化增强权重和直方图均衡化增强权重对每个像素点灰度值进行变化增强，得到增强后的红外图像；根据增强后的红外图像对机电设备运行状态进行远程监控；该方法结合这两种图像增强算法实现图像细节信息丰富的同时，令图像中过亮或者过暗的区域中的细节也得到合理的增强，提高了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机电设备运行状态远程监控方法，其特征在于，该方法包括：获取运行中的机电设备的红外图像的灰度图像；根据灰度图的信息熵将灰度图像划分为多个分块图像；利用每个分块图像的灰度级均值，和灰度图像中像素点的灰度级中值，计算每个分块图像在亮度上适合进行锐化增强的概率和适合均衡化增强的概率；利用每个分块图像的灰度级个数，和灰度级的方差，计算每个分块图像在灰度级数量上适合锐化增强的概率和适合均衡化增强的概率；利用每个分块图像中每个像素点与其邻域像素点的灰度差值，计算每个分块图像在清晰度上适合锐化增强的概率和适合均衡化增强的概率；根据每个分块图像在亮度上、灰度级数量上、清晰度上适合锐化增强的概率和适合均衡化增强的概率，得到每个分块图像中像素点灰度值的锐化增强权重和均衡化增强权重；获取每个分块图像的锐化增强图像和均衡化增强图像，并根据锐化增强权重和均衡化增强权重对每个分块图像原图中的像素点灰度值进行修正增强，得到修正增强后的红外图像；将修正增强后的红外图像发送至监控室，对机电设备运行状态进行识别。2.根据权利要求1所述的一种机电设备运行状态远程监控方法，其特征在于，所述根据灰度图的信息熵将灰度图像划分为多个分块图像的方法为：对灰度图像进行滤波去噪；将灰度图像均分为多个分块；若每个分块进一步均分后得到的子分块图像的信息熵的均值，小于每个分块的信息熵，则对该分块进行进一步均分；否则，该分块不进行进一步均分；不断重复，将灰度图像划分为多个分块图像。3.根据权利要求1所述的一种机电设备运行状态远程监控方法，其特征在于，所述利用每个分块图像的灰度级均值，和灰度图像中像素点的灰度级中值，计算每个分块图像在亮度上适合进行锐化增强的概率和适合均衡化增强的概率的计算方法为：获取整个灰度图像的灰度级的中值；计算每个分块图像中像素点的灰度级均值；计算每个分块图像中像素点的灰度级均值和整个灰度图像的灰度级的中值的差值；获取该差值和整个灰度图像的灰度级的中值的比值，将该比值作为该分块图像在亮度上适合均衡化增强的概率；将1减去该比值得到的差值，作为该分块图像在亮度上符合锐化增强的概率。4.根据权利要求1所述的一种机电设备运行状态远程监控方法，其特征在于，所述利用每个分块图像的灰度级个数，和灰度级的方差，计算每个分块图像在灰度级数量上适合锐化增强的概率和适合均衡化增强的概率的计算方法为：将每个分块图像的灰度级个数和该分块图像中灰度级的方差的乘积，作为每个分块图像在灰度级数量上符合锐化增强的概率，则适合均衡化增强的概率为1减去符合锐化增强的概率...

【专利技术属性】
技术研发人员：周皓，
申请(专利权)人：苏州迈创信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：