配电线路监控设备故障监测方法、系统及终端设备技术方案

本申请实施例提供一种配电线路监控设备故障监测方法、系统及终端设备，属于图像处理技术领域。方法包括：获取目标监控设备采集的第一图像集；将第一图像集转换为第一样本集矩阵；确定第一样本集矩阵在目标过完备字典下的第一稀疏表达矩阵；依据第一稀疏表达矩阵及目标过完备字典确定第一样本集矩阵的第一伪参考矩阵，将第一伪参考矩阵转换为第一伪参考图像集；确定第一图像集与第一伪参考图像集的相对质量分数；基于得到的相对质量分数确定目标监控设备的平稳系数；获取在预设时间段内得到的所有平稳系数，在依据平稳系数确定目标监控设备运行异常的情况下，生成目标监控设备的故障告警信号。本申请具有效率高、成本低及判断精度高的优点。精度高的优点。精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
配电线路监控设备故障监测方法、系统及终端设备


[0001]本申请涉及图像处理
，具体涉及一种配电线路监控设备故障监测方法、一种配电线路监控设备故障监测系统、一种机器可读存储介质及一种终端设备。

技术介绍

[0002]目前，视频监控系统已经在各行业广泛应用，例如，可用于电网的安全监控。然而，高压配电线路偏远的建设位置以及复杂的外部环境如配电线悬挂异物、恶劣天气等，使得电网线路的定期检修与维护较为困难，电力事故的预警与应急响应不及时，因此，可以通过智能视频监控系统对高压配电线路进行视频信号采集、内容分析及事故预警等。
[0003]视频监控系统对于高压配电线路的稳定运转具有关键作用，而高质量视频的采集和传输是内容分析与事故预警的基础。但是由于高压配电线路监控设备具有分布广、外部环境复杂等特点，现有的通过人工对监控设备进行监测、检修及更换的方法存在效率低、成本较高、且响应较慢的问题，难以快速、精确的对监控设备进行故障预警。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的是提供一种配电线路监控设备故障监测方法、系统及终端设备，以解决上述问题。
[0005]为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种配电线路监控设备故障监测方法，包括：在预设时间段内，按预设观测时间获取目标监控设备采集的第一图像集，所述第一图像集包括若干第一图像；将所述第一图像集转换为第一样本集矩阵，所述第一样本集矩阵包括各第一图像对应的第一向量；确定所述第一样本集矩阵在目标过完备字典下的第一稀疏表达矩阵；依据所述第一稀疏表达矩阵及所述目标过完备字典确定所述第一样本集矩阵的第一伪参考矩阵，将所述第一伪参考矩阵转换为第一伪参考图像集，所述第一伪参考图像集包括各第一图像对应的第一伪参考图像；确定所述第一图像集与所述第一伪参考图像集的相对质量分数；基于得到的相对质量分数确定所述目标监控设备的平稳系数；获取在所述预设时间段内得到的所有平稳系数，在依据得到的平稳系数确定所述目标监控设备运行异常的情况下，生成所述目标监控设备的故障告警信号。
[0006]可选地，所述第一向量为将所述第一图像的像素矩阵按列排列为一维列向量，所述第一样本集矩阵以各第一向量列向量。
[0007]可选地，所述目标过完备字典的构建步骤，包括：获取所述目标监控设备的第二图像集，所述第二图像集包括所述目标监控设备在不同运行条件下采集的若干第二图像；
将所述第二图像集中的各第二图像转换为对应的第二向量，构建包括所有第二向量的第二样本集矩阵，所述第二样本集矩阵以各第二向量矩阵为列向量，所述第二向量为将所述第二图像的像素矩阵按列排列为一维列向量；确定初始过完备字典，依据所述初始过完备字典及所述样本集确定所述目标过完备字典。
[0008]可选地，确定所述初始过完备字典，包括：生成所述初始过完备字典中的各初始原子向量；所述初始过完备字典是以各初始原子向量为列向量的矩阵，所述初始原子向量的维度与所述第二向量的维度相同。
[0009]可选地，依据所述初始过完备字典及所述第二样本集矩阵确定所述目标过完备字典，包括：S1、以所述初始过完备字典为当前过完备字典，并确定收敛条件；S2、确定所述第二样本集矩阵在当前过完备字典下的第二稀疏表达矩阵；S3、确定所述第二稀疏表达矩阵的各行向量中不为零的元素的索引集合；S4、依据所述第二稀疏表达矩阵及当前过完备字典确定所述第二样本集矩阵的第二伪参考矩阵，计算所述第二样本集矩阵与所述第二伪参考矩阵的误差矩阵；S5、根据所述索引集合，从所述误差矩阵中获取对应列向量构成目标误差矩阵；S6、对所述目标误差矩阵进行奇异值分解，根据奇异值分解结果更新当前过完备字典中的原子向量及所述第二稀疏表达矩阵中的行向量；S7、判断是否完成对当前过完备字典中所有原子向量的更新，若是，执行步骤S8，否则，执行步骤S3；S8、判断是否达到收敛条件，若是，以更新原子向量后的过完备字典作为目标过完备字典；否则，以更新原子向量后的过完备字典作为当前过完备字典，执行步骤S2。
[0010]可选地，所述运行条件至少包括：所述目标监控设备的分辨率、所述目标监控设备的旋转角及环境气象条件。
[0011]可选地，确定所述第一样本集矩阵在所述目标过完备字典下的第一稀疏表达矩阵，包括：通过正交匹配追踪算法计算所述第一样本集矩阵在所述目标过完备字典下的第一稀疏表达矩阵；依据所述第一稀疏表达矩阵及所述目标过完备字典确定所述第一样本集矩阵的第一伪参考矩阵，包括：基于对所述第一稀疏表达矩阵及所述目标过完备字典求积确定所述第一样本集矩阵的第一伪参考矩阵。
[0012]可选地，确定所述第一图像集与所述第一伪参考图像集的相对质量分数，包括：通过全参考图像质量评价方法确定所有所述第一图像集中的第一图像与其在所述第一伪参考图像集中对应的第一伪参考图像的相对质量分数。
[0013]可选地，基于得到的相对质量分数确定所述目标监控设备的平稳系数，包括：确定所述目标监控设备在当前观测时间对应的所有相对质量分数之和为所述目标监控设备在当前观测时间的平稳系数。
[0014]可选地，依据得到的平稳系数确定所述目标监控设备运行异常，包括：依据所述目标监控设备在每一观测时间的平稳系数建立所述目标监控设备在所述预设时间段内的平稳系数曲线；在所述平稳系数曲线存在异常跳变的情况下，确定所述目标监控设备运行异常。
[0015]本申请第二方面提供一种配电线路监控设备故障监测系统，包括：图像获取模块，被配置为在预设时间段内，按预设观测时间获取目标监控设备采集的第一图像集，所述第一图像集包括若干第一图像；图像处理模块，被配置为将所述第一图像集转换为第一样本集矩阵，所述第一样本集矩阵包括各第一图像对应的第一向量；稀疏编码模块，确定所述第一样本集矩阵在目标过完备字典下的第一稀疏表达矩阵；图像重构模块，被配置为依据所述第一稀疏表达矩阵及所述目标过完备字典确定所述第一样本集矩阵的第一伪参考矩阵，将所述第一伪参考矩阵转换为第一伪参考图像集，所述第一伪参考图像集包括各第一图像对应的第一伪参考图像；图像质量评价模块，被配置为确定所述第一图像集与所述第一伪参考图像集的相对质量分数；以及基于得到的相对质量分数确定所述目标监控设备的平稳系数，获取在预设时间段内得到的所有平稳系数，在依据得到的平稳系数确定所述目标监控设备运行异常的情况下，生成所述目标监控设备的故障告警信号。
[0016]可选地，所述第一向量为将所述第一图像的像素矩阵按列排列为一维列向量，所述第一样本集矩阵以各第一向量为列向量。
[0017]可选地，所述稀疏编码模块，还被配置为：获取所述目标监控设备的第二图像集，所述第二图像集包括所述目标监控设备在不同运行条件下采集的若干第二图像；将所述第二图像集中的各第二图像转换为对应的第二向量，构建包括所有第二向量的第二样本集矩阵，所述第二样本集矩阵以各第二向量矩阵为列向量，所述第二向量为将所述第二图像的像素矩阵按列排列为一维列向量；确定初始过完备字典，依据所述初始过完备字典及所述第二样本集矩阵确定所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电线路监控设备故障监测方法，其特征在于，包括：在预设时间段内，按预设观测时间获取目标监控设备采集的第一图像集，所述第一图像集包括若干第一图像；将所述第一图像集转换为第一样本集矩阵，所述第一样本集矩阵包括各第一图像对应的第一向量；确定所述第一样本集矩阵在目标过完备字典下的第一稀疏表达矩阵；依据所述第一稀疏表达矩阵及所述目标过完备字典确定所述第一样本集矩阵的第一伪参考矩阵，将所述第一伪参考矩阵转换为第一伪参考图像集，所述第一伪参考图像集包括各第一图像对应的第一伪参考图像；确定所述第一图像集与所述第一伪参考图像集的相对质量分数；基于得到的相对质量分数确定所述目标监控设备的平稳系数；获取在预设时间段内得到的所有平稳系数，在依据得到的平稳系数确定所述目标监控设备运行异常的情况下，生成目标监控设备的故障告警信号。2.根据权利要求1所述的配电线路监控设备故障监测方法，其特征在于，所述第一向量为将所述第一图像的像素矩阵按列排列为一维列向量，所述第一样本集矩阵以各第一向量为列向量。3.根据权利要求1所述的配电线路监控设备故障监测方法，其特征在于，所述目标过完备字典的构建步骤，包括：获取所述目标监控设备的第二图像集，所述第二图像集包括所述目标监控设备在不同运行条件下采集的若干第二图像；将所述第二图像集中的各第二图像转换为对应的第二向量，构建包括所有第二向量的第二样本集矩阵，所述第二样本集矩阵以各第二向量为列向量，所述第二向量为将所述第二图像的像素矩阵按列排列为一维列向量；确定初始过完备字典，依据所述初始过完备字典及所述第二样本集矩阵确定所述目标过完备字典。4.根据权利要求3所述的配电线路监控设备故障监测方法，其特征在于，确定所述初始过完备字典，包括：生成所述初始过完备字典中的各初始原子向量；所述初始过完备字典是以各初始原子向量为列向量的矩阵，所述初始原子向量的维度与所述第二向量的维度相同。5.根据权利要求4所述的配电线路监控设备故障监测方法，其特征在于，依据所述初始过完备字典及所述第二样本集矩阵确定所述目标过完备字典，包括：S1、以所述初始过完备字典为当前过完备字典，并确定收敛条件；S2、确定所述第二样本集矩阵在当前过完备字典下的第二稀疏表达矩阵；S3、确定所述第二稀疏表达矩阵的各行向量中不为零的元素的索引集合；S4、依据所述第二稀疏表达矩阵及当前过完备字典确定所述第二样本集矩阵的第二伪参考矩阵，计算所述第二样本集矩阵与所述第二伪参考矩阵的误差矩阵；S5、根据所述索引集合，从所述误差矩阵中获取对应列向量构成目标误差矩阵；S6、对所述目标误差矩阵进行奇异值分解，根据奇异值分解结果更新当前过完备字典
中的原子向量及所述第二稀疏表达矩阵中的行向量；S7、判断是否完成对当前过完备字典中所有原子向量的更新，若是，执行步骤S8，否则，执行步骤S3；S8、判断是否达到收敛条件，若是，以更新原子向量后的过完备字典作为目标过完备字典；否则，以更新原子向量后的过完备字典作为当前过完备字典，执行步骤S2。6.根据权利要求3所述的配电线路监控设备故障监测方法，其特征在于，所述运行条件至少包括：所述目标监控设备的分辨率、所述目标监控设备的旋转角及环境气象条件。7.根据权利要求1所述的配电线路监控设备故障监测方法，其特征在于，确定所述第一样本集矩阵在所述目标过完备字典下的第一稀疏表达矩阵，包括：通过正交匹配追踪算法计算所述第一样本集矩阵在所述目标过完备字典下的第一稀疏表达矩阵；依据所述第一稀疏表达矩阵及所述目标过完备字典确定所述第一样本集矩阵的第一伪参考矩阵，包括：基于对所述第一稀疏表达矩阵及所述目标过完备字典求积确定所述第一样本集矩阵的第一伪参考矩阵。8.根据权利要求1所述的配电线路监控设备故障监测方法，其特征在于，确定所述第一图像集与所述第一伪参考图像集的相对质量分数，包括：通过全参考图像质量评价方法确定所有所述第一图像集中的第一图像与其在所述第一伪参考图像集中对应的第一伪参考图像的相对质量分数。9.根据权利要求8所述的配电线路监控设备故障监测方法，其特征在于，基于得到的相对质量分数确定所述目标监控设备的平稳系数，包括：确定所述目标监控设备在当前观测时间对应的所有相对质量分数之和为所述目标监控设备在当前观测时间的平稳系数。10.根据权利要求9所述的配电线路监控设备故障监测方法，其特征在于，依据得到的平稳系数确定所述目标监控设备运行异...

【专利技术属性】
技术研发人员：张予，甄岩，霍超，张港红，白晖峰，陈文彬，郑利斌，
申请(专利权)人：北京智芯微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：