[发明专利]一种基于超像素的输变电设备红外故障图像分割方法

说明书

技术领域

本发明涉及输变电设备红外诊断故障图像分割方法，具体涉及一种基于超像素的输变电设备红外故障图像分割方法。

背景技术

在电力系统中，利用红外成像技术可以快速地诊断出设备的各类外部过热缺陷，早期的红外图像的故障分析以人工分析为主，随着红外图像数量的增加，大量的人工处理无法实现图像的批量处理，效率较低而且极易出错。近几年来，随着远程红外测温视频监控系统等类似无人值守变电站服务系统的提出，红外图像的故障分析有了新的要求。由此，一些自动检测电气设备红外图像的方法陆续被提出。

文献1(叶婕,“基于图像分割的变电站电气设备故障自动检测”，硕士学位论文，西安科技大学.2012)采用常见的图像分割方法进行分割，需要参数调整，适应性较差；文献2(魏钢,冯中正等，“输变电设备红外故障诊断技术与试验研究”，电气技术，2013年06期)中提供了一种简易的相对温差分析的温度检测工具，对于输入的故障图像，首先找出温度最高点，然后以此点为中心直线扫描遍历周围区域温度，来得到温度差，该方法只考虑像素级的分析，而没有结合相邻像素间区域的性质。

上述的大部分方法都停留在简单的图像分割的基础上，没有对红外图像本身的性质做过多分析，由于过热点的温度和发散特性，该区域和其背景设备区域有较大差异，利用超像素分割方法考虑区域的整体性，可以更好的适应红外图像本身的成像特性，使分割结果更加可靠。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种基于超像素的输变电设备红外故障图像分割方法，可以有效地提高红外检测的效率和可靠性。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种基于超像素的输变电设备红外故障图像分割方法，包括以下步骤：

步骤一：图像预处理，对输变电设备红外故障图像进行预处理；

步骤二：超像素图像分割，利用故障区域和背景区域的差异性，通过超像素分割方法将红外故障图像分割为设定个超像素区域；

步骤三：故障区域提取，将分割出来的多个超像素区域标记为R_i,i＝1,2,…,n；使用平均亮度区域凹凸度及区域灰度标准差三个特征来描述每个区域；将三个参数联合在一起，将得到函数F最大值的区域为提取出的故障区域；

步骤四：故障区域信息整理，根据红外图像对应的温度界限，最高温设为t_H，最低温设为t_L，结合红外图像中的调色板对应得到故障区域的最高温度值t_B；分割得到的区域大小为故障的区域大小。

所述步骤一中对输变电设备红外故障图像进行预处理具体为：对红外故障图像进行二维高斯平滑预处理。

所述步骤二中超像素分割方法为Turbopixel的超像素分割方法，该方法将整个图像区域分割为具有相同特性的多个狭小区域。

所述步骤二中设定个超像素区域设定数为200。

所述区域凹凸度通过该区域面积即像素点个数和该区域的最小凸边形的面积得到：

SRi=NRi/CRi.]]>

所述函数F最大值的区域选择为提取出的故障区域：

F=I‾RiSRi/σRi.]]>

本发明的有益效果：